技術標籤：分散式演算法分散式

一致性雜湊演算法：

背景：

1. 分散式雜湊表（DHT） 是 P2P網路 和 分散式儲存中常見的一種技術 ，是雜湊表的分散式擴充套件，每臺機器只負責承載部分資料，如何通過雜湊方式對資料進行 增刪改查等資料操作的技術。而"一致性雜湊" 就是DHT其中的一種實現方式。

演算法步驟：

1. “一致性雜湊”演算法 將 （雜湊數值空間） 按照（大小）組成一個首尾相接的環狀序列。
2. 對於每臺機器，可以根據其 （IP） 和 （埠號）經過 （雜湊函式 ）對映到 雜湊數值空間內。
3. 每臺機器就是環狀序列的不同節點。
4. 注：假設 N 代表機器，i代表雜湊空間對應的數值。
5. 而每臺機器負責儲存落在一段有序雜湊空間內的資料，比如N 14儲存 經過雜湊後落在6~14範圍內的資料。
6. 同時每個機器節點 記錄環中的前趨節點和後繼節點的位置，使之成為一個真正的有向環。

路由問題（快速找到資料問題）：

低效率解決辦法：

1. 沿著有向環順序查詢，接收到查詢請求的節點，獲得查詢的主鍵的雜湊值 ( j) 之後，判斷是否在自身管理範圍內，否的話就交給後繼節點進行處理。
2. 直到 某個節點 Nx, x是>=j的最小編號節點。這樣，最多遍歷所有的節點也能找到 對應的結果。

高效率解決辦法：

1. 為了加快查詢速度，在每個節點配置路由表，路由表儲存 m 條路由資訊（m 為雜湊空間的二進位制數值位元位長度）。

2. 其中i 項 （0<=i<=m-1）路由資訊表示距離上一個節點的2**i的距離的雜湊空間內的節點。
   

   圖演示：
   

   演算法執行過程描述：

   1. 輸入：從機器節點 N(i)發起初始查詢請求，查詢主鍵Key對應的鍵值，其中H(key)=j 。
   2. 輸出：Ni給出Key對應的鍵值value,或者返回鍵值不存在的資訊 。
   3. 過程：假設當前所在初始節點為Nc,他的後繼節點為Ns,要查詢的初始節點為Ni，N(i)=j。
      3.1. 判斷 c<=j<=s,
      3.2. 如果為True，結束查詢，說明key如果存在，一定在Nc的後繼節點Ns上，所以Nc傳送訊息給Ns,要它查詢key的值value,Ns將查詢結果返回給 Ni。
      3.3. 如果為False，Nc查詢其對應 的路由表，找到小於j的最大節點Nh(如果所有節點都>j,則選擇 m-1項為Nh),Nc項Nh傳送資訊，要它幫忙查詢，此時Nh為新的Nc節點，接下來重複 步驟2,3即可。

插入新節點問題：

新加入的N（new）節點必須與有向環中的任意一個節點 Nx產生聯絡，通過上面的路由演算法找到H（N(new)）的對應雜湊值new,可以找到它的後繼節點為Ns,假設前趨節點為Np。

演算法過程：

	要將N（new）節點 加入，需要後續步驟。

非併發環境：

1.將N(new)的後繼節點指為Ns,前繼節點置位空值Null。
2. 遷移Ns節點上雜湊值小於 new的資料到N（new）節點上。

併發環境：

1.將N(new)的後繼節點指為Ns,前繼節點置位空值Null。
2. 穩定性檢測，並非為新節點加入而設定的，而是所有節點週期性自動完成。 通過穩定性檢測可以完成前趨和 後繼節點的資料遷移。

	3. 什麼是穩定性檢測：
		3.1： Nc向Ns詢問他的前趨節點Np,一般這樣直接到步驟4。
		3.2:  如果Nc是介於 Np和Ns之間，Nc記錄Np為其後繼節點。
		3.3: 令Nx為Nc的後繼節點，Nx可能是Np,亦可能是Ns，取決於步驟2。 如果Nx的前趨節點為Null或者Nc位於Nx和它的前趨節點之間，那麼Nc給Nx傳送訊息告訴 Nx，Nc就是它的前趨節點，Nx將前趨節點設定為 Nc。
		3.4：Nx把雜湊值小於c的資料遷移到Nc上。

新加入節點之後 ，原先的路由表還需要更新，因此每個節點還需要週期性檢查路由表。

節點離開：

正常離開：可以通知前趨節點和後繼節點做一些更新工作，遷移資料 等。
異常離開：往往是機器故障導致的，可以採用機器節點資料多副本的方式。