gossip协议分析

1 gossip描述

gossip是一种去中心化思路的分布式协议，解决状态在集群中的传播和状态一致性的保证两个问题。

Gossip protocol 也叫 Epidemic Protocol （流行病协议）；别名：流言算法、疫情传播算法；

详细背景描述，可以参看知乎的这篇文章： P2P 网络核心技术：Gossip 协议；

2 gossip状态传播

gossip的同步状态过程类似于流言的传播形式，如上图所示；

被感染节点更新数据后，会随机选择k个邻接节点向他们发送更新的数据，后者再将其传递到它们的所选择的节点。依次类推，直到所有节点都被“感染”；

3 gossip状态一致性保证

gossip协议通过在消息体中引入版本号，节点只接收版本号更新的数据！通过版本号的比对实现数据在全集群达到一致。

4 gossip 通信模式

在gossip协议下，两个节点之间存在三种通信方式：

1. push： 节点a将数据（key,value,version）及对应的版本号推送给b节点，b节点更新节点中比自己新的数据；
2. pull： a 仅将数据key,version推送给b，b将本地比a新的数据（Key,value,version）推送给a，a更新本地；
3. push/pull : 除pull操作外，a 再次将本地比b新的数据推送给b，b更新本地；

三种通信方式中 push通信一次，pull更新两次， push/pull更新三次，但是push/pull收敛速度更快！

下图是gossip协议实现的伪代码：

5 gossip优缺点

优点：

• 扩展性：允许节点任意增加减少，保证状态与其他节点一致；
• 容错性：网络中任何节点的宕机和重启都不会影响 Gossip 消息的传播；
• 去中心化：所有节点关系对等；
• 一致性收敛：时间收敛在O(log(N))
• 实现简单；

缺点：

• 消息延迟
• 消息冗余

本文参考

P2P 网络核心技术：Gossip 协议