MH-Raft: un algoritmo de consenso eficiente y de baja latencia para sistemas distribuidos basado en MOEA/D y agrupamiento jerárquico híbrido

Fei ZHAO ,  

Guilong PENG ,  

Tianyi ZANG ,  

Abstract

Raft es un protocolo de consenso fundamental para sistemas distribuidos, diseñado para garantizar la replicación de máquinas de estado y la consistencia de datos entre clústeres de máquinas. Sin embargo, Raft tradicional enfrenta importantes limitaciones de rendimiento, especialmente en implementaciones a gran escala, con baja eficiencia en las elecciones y alta latencia en el consenso. Para enfrentar estos desafíos, se propone una variante mejorada del consenso llamada MH-Raft, destinada a lograr alta eficiencia y baja latencia. Se propone un marco de gestión y elección de nodos jerárquico para optimizar la coordinación de la red. Específicamente, se formula un método de elección de líderes basado en el algoritmo evolutivo multiobjetivo descompuesto (MOEA/D); este método evalúa propiedades multidimensionales de los nodos para minimizar la latencia de la elección. Para mejorar aún más la arquitectura jerárquica propuesta, se diseñó una definición estricta de compacidad óptima para la selección de nodos mediadores, integrada en un algoritmo de agrupamiento híbrido capaz de particionar adaptativamente la red y optimizar la asignación entre nodos mediadores y nodos seguidores. La evaluación cuantitativa integral de los experimentos muestra que, en comparación con la implementación tradicional de Raft, MH-Raft reduce significativamente la latencia total de las elecciones, disminuye la latencia del consenso en un 14,87 % a 34,45 % y aumenta el rendimiento promedio en un 30,43 %.

Keywords

algoritmo de consenso;blockchain;algoritmo evolutivo multiobjetivo;sistemas distribuidos

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