網路分區問題

什麼是網路分區？

網路分區只在分散式集群中，節點之間由於網路不通，導致集群中節點形成不同的子集，子集中節點之間網路互通，而子集與子集之間網路不通。

如何判斷是否發生了網路分區？

不同的集群架構網路分區的形態會有不同，可以從集中式架構和非集中式架構兩方面考慮。

集中式架構下的網路分區

集中式架構中，Master節點通常以一主多備的形式部署，Slave和Master節點相連接，Master節點的主和備之間會通過心跳互相通信。

集中式架構中的網路分區主要是主節點與備節點之間網路不通，且一部分Slave節點只能與主Master節點聯通，另一部分只能與備Master節點聯通。

非集中式架構下的網路分區

非集中式架構中，節點是對稱的，網路分區的形態是形成不同子集，子集內節點間可以互相通信，而子集之間不能通信。

上述兩種架構中，要判斷是否形成了網路分區，最朴素的方式就是判斷節點之間心跳是否超時，然後將心跳可達的節點歸屬到一個子集中。

網路分區問題的處理方法

在檢測到網路分區後，我們可以有不同的解決辦法。

• 激進的辦法，一旦發現節點不可達，則將節點從集群中刪掉，併在新集群中選出新的主。
• 保守的辦法，一旦發現某些節點不可達，則直接停止自己的服務，這樣可以避免雙主問題，但是使用這種方式，容易導致系統中所有的節點都停止服務，真個系統完全不可用。

Static Quorum方法

Static Quorum是一種固定票數的策略，在系統啟動前，先設置一個固定票數，當發生網路分區後，如果一個分區中節點數大於等於這個固定的票數，則該分區為活動分區。

為了保證分區分區後，不會出現多個活動分區，引發雙主或者多主問題，需要對固定票數的取值做一些約束，即：固定票數≤ 總節點數≤2* 固定票數 - 1。

這種方法的優點是簡單易實現，缺點是：

1. 分區數較少時，該方法工作得很好，但是當活動分區特別多時，由於各個分區的票數分散，不容易找出一個滿足條件的分區，沒有活動分區也就意味著集群不可用了。
2. 由於票數是固定不變的，所以不適用於集群中有動態節點加入的場景。

Keep Majority方法

Keep Majority是指保留具有大多數節點的子集群。由於不限定每個分區的節點數超過一個固定的票數，所以可以應用於動態節點加入的場景。

這種方法不適用於生產多分區的場景，隨著分區數量增加，節點分散，也很難在眾多分區中出現1個節點數 w≥n/2 的分區。

仲裁機制方法

設置仲裁機制的核心是引入一個第三方組件或者節點作為仲裁者，該仲裁者和集群中的所有節點相連，集群中所有節點都將自己的心跳信息報這個這個中心節點。因此該中心節點用於全局心跳信息，可以根據全局心跳情況信息判斷出有多少個分區。

基於共用資源的方法

基於共用資源方法的核心，就類似於分散式鎖機制。即哪個子集群獲得共用資源鎖，就保留這個子集。