ZooKeeper 리더선출과 데이터 ACID 정책

ZooKeeper 리더선출과 데이터 ACID 정책

 

·       Version : Zookeeper

 

주키퍼를 사용하여 분산 시스템을 관리할 경우 주키퍼는 반드시 멀티 서버로 운영해야한다. 멀티서버로 운영할 경우 네트워크 단절, 트랜잭션 타임아웃등의 상황에 대비해야한다. 특히 일부 주키퍼 서버 장애발생시 해당 서버에 접속된 클라이언트의 세션에 대한 처리, 장애복구 후 서버간 데이터 동기화 등이 고려되어야 한다. 주키퍼는 이러한 문제를 자체적으로 해결하기 때문에 마스터 서버 구성시 주키퍼를 사용함으로써 상대적으로 쉽게 해결할 수 있다.

 

주키퍼를 멀티서버로 설치하면 모든 서버는 동일한 데이터를 가지고 있다. 클라이언트는 모든 서버에 접속해서 읽기, 쓰기 요청을 보낼수 있다. 읽기 연산은 모든 데이터가 동기화 되어 있기 때문에 자체 서버에서 제공할 수 있지만, 쓰기연산은 특정 서버가 마스터 역할을 수행하면서 쓰기 작업이 정상적으로 수행되었는지 확인할 필요가 있다. 이러한 역할을 하는 서버를 리더(leader)라고 한다.

주키퍼는 클러스터내에서 자동으로 리더를 선출한다. 클러스터가 재시작되거나 장애가 발생하면 자동으로 리더를 선출하며 리더를 선출하는 방법 및 순서는 아래와 같다.

1.       각 서버는 자신의 현재 트랜잭션ID(zxid)와 자신을 후보자로 지명해 모든 서버로 전송

2.       각 서버는 트랜잭션 아이디를 받은 후 자신이 최대값이 아니면 다시 최대값을 갖고 있는 서버를 후보자로 지명하여 모든 서버에 전송

3.       과반수 이상의 서버로부터 후보자로 지명된 서버는 리더로 선출

4.       다른 서버는 팔로워(follower)로 동작

 

분산처리 시스템에서 ACID 속성중 정합성(Consistency) 독립성(Isolation)을 보장하는것은 쉽지 않다. 주키퍼는 데이터 저장시 아래와 같은 사항을 보장한다.

·       순차적 정합성(Sequential Consistency) : 주키퍼 클러스터에 저장되는 데이터는 강한 정합성(Strong Consistency)를 보장하지 않고, 이벤추얼 정합성(Eventual Consistency)을 보장한다. 이벤추얼 정합성은 일정 시간이 지나면 정합성이 맞춰지는 속성이다. 특정 클라이언트로부터 데이터 저장에 대한 요청이 있을때 , 분산되어 있는 주키퍼 서버에 반영되는 순서는, 클라이언트에서 전송된 요청 순서대로 처리되는것을 보장한다.

·       원자성(Atomic) : 전체가 수행되거나 전체가 실패되는 행위로, 부분적인 성공은 존재하지 않는다.

·       단일 이미지 뷰 제공 (Single System Image) : 클라이언트는 어떤 주키퍼 서버에 접속하더라도 동일한 데이터 뷰를 제공 받는다.

·       안정성 (Reliability) : 주키퍼에 저장된 데이터는 클라이언트의 명시적인 호출에 의해 수정되지 않는한 영속성을 가지고 있다.

 

 

 

2020-05-13 / Sungwook Kang / http://sungwookkang.com

 

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