华东师范大学黄俊豪获国家专利权
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龙图腾网获悉华东师范大学申请的专利一种支持可插拔分布式共识算法的数据分发服务通信框架获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116828049B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310780971.1,技术领域涉及:H04L67/566;该发明授权一种支持可插拔分布式共识算法的数据分发服务通信框架是由黄俊豪;王丽苹;黄河;王江涛设计研发完成,并于2023-06-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种支持可插拔分布式共识算法的数据分发服务通信框架在说明书摘要公布了:本发明公开了一种支持可插拔分布式共识算法的数据分发服务通信框架,它包括分布式共识算法模块、采集决策模块、数据分发服务中间件和数据分发服务接口模块。所述共识算法模块负责分布式系统中决议的一致性和可用性保证;所述采集决策模块负责采集分布式节点信息,智能调整更优的共识算法;所述数据分发服务接口模块负责对接数据分发服务中间件与分布式共识算法模块的交互。本发明通过应用现代计算机技术,提出了一种将数据分发服务通信中间件与分布式共识算法灵活融合的框架,且根据分布式系统状况,智能调整共识算法模块的共识算法。基于本发明,可在数据分发服务上轻易搭建一个能够解决单点故障,实现异地备份,负载均衡的高可靠分布式系统。
本发明授权一种支持可插拔分布式共识算法的数据分发服务通信框架在权利要求书中公布了:1.一种分布式系统,通过支持可插拔分布式共识算法的数据分发服务通信框架搭建,其特征在于,所述通信框架包括分布式共识算法模块、采集决策模块、数据分发服务接口模块和数据分发服务中间件,所述分布式共识算法模块负责分布式系统中决议的一致性和可用性保证;所述采集决策模块负责从分布式节点采集信息,智能调整共识算法,以解决分布式系统效率或可用性低的问题;所述数据分发服务接口模块负责对接数据分发服务中间件与分布式共识算法模块交互;所述数据分发服务中间件负责分布式系统传输层的消息传输; 所述分布式共识算法模块包括四个单元,分别为领导选举单元、日志同步单元、共识算法切换单元和采集器客户端单元; 所述领导选举单元:分布式系统内的节点在任一时刻处于追随者、候选者和领导者三种状态中的一种;节点启动时处于追随者状态,若在选举超时时间内没有收到任何来自领导节点即处于领导者状态的节点的信息就会变为候选者状态,候选者通过向其它节点发送投票请求,超过半数则成为领导节点;成为领导节点后,节点周期性的向其它节点发送心跳信息,以让其它追随者节点不会变为候选者;领导选举单元通过选举领导机制,能让领导节点在崩溃之后依然能选举出新的领导节点和分布式系统客户端继续沟通,保证了分布式系统的可用性; 日志同步单元:当分布式系统客户端发送命令到领导节点,或周期性的发送心跳时,领导节点会根据记录在本地的其它节点的日志同步进度消息,向其它节点发送最新的日志信息,如果返回成功就更新领导节点本地的日志进度数据;只有当一条日志被超过半数以上的节点同步后,领导节点才会提交该日志,然后执行该日志内的命令后将结果返回给分布式系统客户端;日志同步单元保证了分布式系统的一致性; 共识算法切换单元:将领导选举单元和日志同步单元分别作为一个接口类的方法,任何分布式共识算法能够实现这两个接口来成为一个分布式共识算法实现类;共识算法切换单元就是分布式共识算法模块内的一个函数,传入想要切换的共识算法名称,即可利用模板模式获取对应共识算法类的对象,然后替换掉模块内正在使用的共识算法对象; 采集器客户端单元:为一个使用共享内存进行进程间通信的客户端,负责周期性的从所有节点内获取分布式系统流量数据和分布式系统领导更新频率数据,然后发送给采集决策模块中的采集器服务端; 通过实现领导选举单元和日志同步单元,不同的分布式共识算法即可接入分布式共识算法模块,实现不同分布式共识算法的可插拔;且通过调用共识算法切换单元完成不同共识算法的切换; 所述数据分发服务接口模块,对数据分发服务提供的API进行封装,利用代理模式对数据读监听者进行继承实现一个抽象类;其对外提供一个注册“同步发送命令”和“数据处理”两个函数的方法;“同步发送命令”函数成员负责分布式领导节点向其它节点发送信息,同步等待直到成功提交;“数据处理”函数成员负责提交之后对收到的消息进行处理;这两个函数都存储为抽象类的成员对象,然后重写数据读监听者的“数据有效”方法,在其内部先调用“同步发送命令”,完成日志同步之后,再调用“数据处理”负责处理收到的消息;数据分发服务接口模块实现数据分发服务中间件模块与分布式共识算法模块的交互;所述采集决策模块包括采集器服务端单元和智能分布式共识算法选择单元,此模块仅在领导节点上执行;负责收集与分析分布式节点数据,根据分布式系统效率和可用性完成分布式共识算法模块内的共识算法在线选择与更新;所述采集器服务端单元为一个使用共享内存进行进程间通信的服务端,周期性获取从分布式共识算法模块中的采集器客户端发来的分布式节点性能数据;所述智能分布式共识算法选择单元,负责对采集器服务端单元收集的数据进行分析;利用分布式系统流量频率和延迟数据分析出当前分布式系统的效率,然后利用共识算法选择算法,选择出当前效率或可靠性高的共识算法;每当切换算法时领导节点先调用自身的共识算法切换单元内的切换函数,然后再发送RPC请求让其它节点进行共识算法切换; 所述数据分发服务中间件,是一种用于实时系统中分发数据的中间件;通过在节点之间分发数据来支持分布式应用程序的协同工作,使分布式系统之间的实时通信更加可靠和高效。
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