Birman-Schiper-Stephenson(BSS)协议是一个分布式计算协议,它允许一组计算机在可能发生故障的情况下保持一致的共享状态。1985年,Michael Birman、Roger Schiper和Tom Stephenson在一篇论文中首次描述了它。
在BSS协议中,小组中的每台计算机都被分配了一个唯一的标识符,并作为共享状态的一个 “副本 “发挥作用。复制品之间使用一系列的消息传递操作进行通信,以保持共享状态的一致性。该协议基于复制体之间传递的 “令牌”,它作为共享状态的当前状态的标记。
BSS协议被认为是一个 “部分同步 “协议,这意味着消息传递的时间有一个界限,但这个界限可能是任意大的。这意味着该协议可以容忍消息传递的任意延迟,但它不能处理消息永久丢失的情况。
BSS协议是一个实用高效的解决方案,适用于一些用例,如复制的状态机、分布式文件系统、复制的数据库,甚至区块链协议。
如果你想了解更多关于该协议的细节和属性,我建议你阅读原始论文,或其他解释该协议及其实现的资源。
特点
以下是Birman-Schiper-Stephenson(BSS)协议的一些主要特点 –
- 容错性– BSS协议被设计为可以容忍组中一个或多个副本的失败。当一个副本失败时,其余的副本可以继续保持共享状态的一致性。
- 复制– 组中的每个副本都保持共享状态的副本,允许在其中一个副本失败的情况下存在多个副本。
- 基于令牌– 该协议使用一个在副本之间传递的 “令牌”,作为共享状态的当前状态的标记。该令牌用于确保复制体之间的一致性。
- 部分同步– BSS协议被认为是 “部分同步 “的,这意味着消息传递的时间有一个界限,但这个界限可能是任意大的。
- 非阻塞– BSS协议提供了一个非阻塞的消息传递操作,这意味着即使一些副本的状态不一致,它也不会阻塞其他副本的操作。
- 一致性保证– 该协议旨在确保共享状态在所有副本中始终是一致的,这意味着只要所有副本工作正常,所有副本在任何时候都会对共享状态有相同的看法。
- 简单的消息传递– 该协议基于简单的消息传递,使其易于实现。
- 高效 – BSS协议在通信和计算复杂性方面相对高效。
值得注意的是,所有的分布式系统都有取舍,BSS协议有一些弱点,如部分同步,这可能不适合某些用例。
关键点
以下是关于Birman-Schiper-Stephenson(BSS)协议的一些关键点 –
- BSS协议是一个分布式计算协议,它允许一组计算机在可能出现故障的情况下保持一致的共享状态。
- 它基于一个在复制体之间传递的 “令牌”,作为共享状态的当前状态的标记。
- 该协议的设计是为了容忍组中的一个或多个副本的失败。
- 组中的每个副本都保持一份共享状态的副本,允许在其中一个副本失败的情况下存在多个副本。
- BSS协议被认为是 “部分同步的”,这意味着消息传递的时间有一个界限,但这个界限可能是任意大的。
- 该协议提供了一个非阻塞的消息传递操作,这意味着即使一些副本的状态不一致,它也不会阻塞其他副本的操作。
- 该协议的设计是为了确保共享状态在所有副本中始终是一致的,只要所有副本都能正常工作。
- BSS协议在通信和计算复杂性方面相对高效。
- BSS协议可用于多个分布式系统,如复制的状态机、分布式文件系统、复制的数据库,甚至是区块链协议。
实例
Birman-Schiper-Stephenson(BSS)协议已被用于各种分布式系统中,包括
- 复制的状态机– BSS协议可用于实现复制的状态机,其中状态机的多个副本在一组副本中被维护。每个副本可以处理请求并更新其本地的状态机副本,然后使用BSS协议来确保所有副本对状态机有相同的看法。
- 分布式文件系统– BSS协议可用于实现分布式文件系统,其中一个文件的多个副本在一组副本中被维护。每个副本可以处理读写文件的请求,然后使用BSS协议来确保所有副本对文件有相同的看法。
- 复制的数据库 – BSS协议可用于实现复制的数据库,其中数据库的多个副本在一组副本中被维护。每个副本可以处理读取和写入数据的请求,然后使用BSS协议来确保所有副本对数据有相同的看法。
- 区块链 – BSS协议用于实现区块链技术中的共识机制,其中多个节点可以作为副本,需要就账本的状态达成一致。
- 分布式共识算法– BSS协议被用作分布式系统中的共识算法,因为它可以确保所有副本之间的共享状态是一致的,在发生故障的情况下,它可以通过删除有问题的节点继续正常运行。
值得注意的是,这并不是一个详尽的清单,BSS协议也可用于其他分布式系统。