6.4 Raft 算法
额外知识
Raft 是由 Re{liable|plicated|dundant} And Fault-Tolerant 组合起来的单词，意思是可靠、复制、冗余和容错。该词在英文有“筏”的含义，隐喻 Raft 是一艘可以帮助你逃离 Paxos 小岛的救生筏。
不可否认，Paxos 是一个划时代的共识算法。
Raft 出现之前，绝大多数共识系统都是基于 Paxos 或者受其影响。同时，Paxos 也成为教学领域里讲解共识问题时的范例。但不幸的是，Paxos 理解起来非常晦涩。此外，虽然论文中提到了 Multi Paxos，但缺少实现细节的描述。因此，无论是学术界还是工业界普遍对 Paxos 算法感到十分头疼。
那段时期，虽然所有的共识系统都是从 Paxos 开始的。但工程师们发现：实现过程中很多难以逾越的难题，往往不得已又开发出与 Paxos 完全不一样的算法。这导致 Lamport 的证明并没有太大价值。很长的一段时间内，实际上并没有一个被大众广泛认同的 Paxos 算法。
Chubby 作者评论 Paxos
Paxos 算法的理论描述与实际工程实现之间存在巨大鸿沟，最终实现的系统往往建立在一个尚未完全证明的算法基础之上。
考虑到共识问题在分布式系统的重要性，同时为了提供一种更易于理解的教学方法，斯坦福大学的学者们决定重新设计一个替代 Paxos 的共识算法，该算法的首要目的是能够被多数人理解。
2013 年，斯坦福的 Diego Ongaro 教授和 John Ousterhout 博士发表了论文 《In Search of an Understandable Consensus Algorithm》[1]，提出了 Raft 算法。Raft 论文开篇第一句描述了 Raft 的证明和 Paxos 等价，然后详细描述了算法如何实现，也就是说 Raft 天生就是 Paxos 算法的工程化。
《In Search of an Understandable Consensus Algorithm》开篇
Raft is a consensus algorithm for managing a replicated log. It produces a result equivalent to (multi-)Paxos, and it is as efficient as Paxos, but its structure is different from Paxos;
此后，Raft 算法成为分布式系统领域的首选共识算法。
众所周知，当问题比较复杂时，可以把大问题分解为几个小问题来处理。Raft 也使用分而治之的思想，把算法分为三个子问题：选举（Leader election）、日志复制（Log replication）、安全性（Safety）。接下来，笔者以这三个子问题为例，讲解在 Paxos 难以落地的问题，Raft 算法是如何设计和妥善解决的。
论文参见 https://raft.github.io/raft.pdf ↩︎