如何在群集中运行的节点中选择主节点？

Question

我正在编写托管云堆栈（在EC2等硬件级云提供商之上），我将很快面临的一个问题是：

几个相同的节点如何决定哪一个成为主节点？ （即，想到在EC2上运行的5台服务器。其中一台服务器必须成为主服务器，其他服务器必须成为服务器。）

我阅读the algorithm used by MongoDB的描述，看起来相当复杂，并且还取决于投票的概念 - 即单独留下两个节点将无法做出任何决定。他们的方法在产生结果之前也有很长的延迟。

1. 我想知道是否有任何不那么复杂的，KISS-embrasing方法？它们被广泛使用，还是有风险采用？

2. 假设我们已经有了服务器列表。然后我们可以选择一个正在运行且具有数字最小的IP地址的那个。这种方法的缺点是什么？

3. 为什么MongoDB的算法如此复杂？

这是How to elect new Master in Cluster?的副本，它提供了较少的细节，并且在6个月内没有得到答复，所以我觉得开始一个新问题是合适的。

（我正在研究的堆栈是开源的，但是它处于开发的早期阶段，所以不在这里提供链接。）

更新：根据答案，我设计了一个简单的一致性算法，你可以在GitHub上找到一个JavaScript（CoffeeScript）实现：majority.js。

Answer 1

领导者选举算法通常将split brain视为要支持的故障案例。如果您认为不是节点失败而是网络，则可能会遇到所有节点都已启动但无法相互通信的情况。然后，你最终可能会有两个主人。

如果您可以从故障模型中排除“裂脑”（即如果您只考虑节点故障），那么您的算法（领导者是地址最小的算法）就可以了。

Answer 2

使用Apache ZooKeeper。它完全解决this problem（以及更多）。

Answer 3

如果您的节点还需要就事物及其总订单达成一致，您可能需要考虑Paxos。这很复杂，但是没有人能为分布式共识提出更简单的解决方案。

Answer 4

我喜欢这个算法：

• 每个节点计算最低的已知节点ID，并向该节点发送领导投票
• 如果一个节点收到足够多的投票并且该节点也投票给自己，那么它将担任领导角色并开始发布群集状态。

在下面的链接中有一些选择主节点的算法： https://www.elastic.co/blog/found-leader-election-in-general#the-zen-way

还可以看到Raft算法：https://raft.github.io