पैक्सोस और रफ सर्वसम्मति प्रोटोकॉल क्या हैं? पूरा शुरुआती गाइड

पैक्सोस & amp; रफ़ल कंसिस्टेंसी प्रोटोकॉल

पैक्सोस तथा बेड़ा दो प्रसिद्ध सर्वसम्मति प्रोटोकॉल हैं जो लंबे समय से आसपास हैं और वितरित कंप्यूटर सिस्टम में राज्य मशीन प्रतिकृति को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं। पैक्सोस वास्तव में प्रोटोकॉल का एक परिवार है जो सिस्टम के आधार पर अलग-अलग मान्यताओं के एक समूह पर निर्भर करता है, जबकि बेड़ा Paxos के लिए एक वैकल्पिक सर्वसम्मति है जिसे अधिक समझ में आता है.

पैक्सोस और रफ़ट दोनों को समझना इस बात को आगे बढ़ाने में बहुत मददगार है कि कैसे वितरित आम सहमति प्रोटोकॉल क्रिप्टोक्यूरेंसी में काम करने के प्रमाण और व्यावहारिक बीजान्टिन दोष सहिष्णुता जैसे काम करते हैं।.

पैक्सोस & amp; रफ़ल कंसिस्टेंसी प्रोटोकॉल

पाक्सोस और रफ़ट पर पृष्ठभूमि

पैक्सोस को शुरू में 1989 में प्रस्तावित किया गया था और खुद को दोष-सहिष्णु वितरित वितरित आम सहमति के लिए सुरक्षा साबित करने के एक विशेष रूप से सुरुचिपूर्ण तरीके के रूप में प्रतिष्ठित किया गया था। अपनी प्रारंभिक नवीनता के बावजूद, पैक्सोस को अक्सर इसकी व्यापक मान्यताओं और जटिल व्यवहार के कारण समझने के लिए चुनौतीपूर्ण माना जाता है.

रैक्स को पैक्सोस के अधिक समझदार विकल्प के रूप में विकसित किया गया था जो अनिवार्य रूप से प्रदर्शन और दोष-सहिष्णु गारंटी में पाक्सोस के बराबर है। पाक्सोस और रफ़ट दोनों पर व्यापक संसाधन उपलब्ध हैं, और आज विभिन्न अनुप्रयोगों और प्रणालियों में उनका व्यापक रूप से अध्ययन और उपयोग किया जाता है.

Paxos के कुछ अधिक प्रसिद्ध व्यावहारिक उपयोग Google के NewSQL डेटाबेस में हैं स्पानर और यह आईबीएम सैन वॉल्यूम नियंत्रक भंडारण दृश्य सेवाओं के लिए.

बेड़ा कई खुले स्रोत है संदर्भ कार्यान्वयन Go, Java, C ++ और Rust सहित कई भाषाओं में.

पैक्सोस क्या है?

एक वितरित गलती-सहिष्णु प्रणाली में सहमति अविश्वसनीय प्रतिभागियों के एक समूह के बीच एक परिणाम पर सहमत हो रही है। पैक्सोस सर्वसम्मति एल्गोरिदम का एक परिवार है जो किसी दिए गए सिस्टम में प्रोसेसर, प्रतिभागियों और संदेशों के बारे में धारणाओं के बीच विभिन्न व्यापार-बंद बनाता है। प्रोटोकॉल सुरक्षा की गारंटी देता है और अक्सर नियोजित किया जाता है जहां बड़े डेटा सेट के स्थायित्व की आवश्यकता होती है.

एसिंक्रोनस सर्वसम्मति प्रोटोकॉल सुरक्षा और लीननेस दोनों की गारंटी नहीं दे सकते हैं, इसलिए वे सभी अपने स्वयं के अंतर्निहित व्यापार-बंदों के साथ आते हैं। पैक्सोस सुरक्षा की गारंटी देने के लिए पहले वितरित दोष-सहिष्णु सर्वसम्मति प्रोटोकॉल में से एक था और यह सुनिश्चित करने के लिए कि एक सर्वसम्मति के दौर में प्रतिभागियों के समूह द्वारा एक प्रस्तावित मूल्य अंततः चुना गया है, यह सुनिश्चित करने के लिए प्रयास करता है।.

पाक्सोस की आम सहमति में तीन भूमिकाएँ हैं, जिन्हें एजेंट के रूप में जाना जाता है:

  1. प्रस्तावक
  2. स्वीकार करने वाले
  3. सीखने वाले

आम सहमति का लक्ष्य प्रतिभागियों के एक समूह के लिए प्रत्येक दौर में एक मूल्य पर एक समझौते पर आना है। एक आम सहमति का एक दौर शुरू होता है जब एक प्रस्तावक स्वीकृतकर्ताओं के एक समूह को एक प्रस्तावित मूल्य भेजता है। स्वीकृतकर्ता किसी दिए गए प्रस्तावक द्वारा प्रस्तावित मूल्य को स्वीकार कर सकते हैं, और एक बार एक निश्चित सीमा पूरी हो जाने पर, फिर उस मूल्य को नेटवर्क द्वारा अनुमोदित किया जाता है.

हालाँकि, सर्वसम्मति से सही तरीके से काम करने के लिए, पैक्सोस की पहली शर्त है:

“स्वीकारकर्ताओं को पहले प्रस्तावित मूल्य को स्वीकार करना चाहिए जो उन्हें प्राप्त होता है।”

इससे प्रस्तावित प्रस्तावकों को स्वीकार करने वाले कई प्रस्तावकों की समस्या का सामना करना पड़ता है, जो स्वीकारकर्ताओं द्वारा स्वीकार किए जाते हैं, लेकिन उनमें से सभी कोई बहुमत मूल्य स्वीकार नहीं करते हैं क्योंकि वे पहले प्रस्तावित मूल्य को स्वीकार कर रहे हैं। पैक्सोस प्रत्येक प्रस्तावित मूल्य को विशिष्ट रूप से अनुक्रमित करके इसे हल करता है जो एक स्वीकर्ता को प्राप्त होता है जो उन्हें एक से अधिक प्रस्ताव स्वीकार करने की अनुमति देता है.

एक अद्वितीय संख्या प्रत्येक प्रस्ताव को परिभाषित करती है, और नेटवर्क एक मूल्य का चयन करता है एक बार जब एक विशिष्ट प्रस्तावित मूल्य स्वीकार किए जाते हैं, तो अधिकांश को स्वीकार किया जाता है, चुना मान। कई प्रस्तावों को चुना जा सकता है, लेकिन यह सुनिश्चित करने के लिए सुरक्षा गुणों को मान्य करना आवश्यक है कि इन प्रस्तावों का मूल्य समान हो। सुरक्षा सुनिश्चित करने वाले पैक्सो की आवश्यक दूसरी शर्त के अनुसार लेस्ली लामपोर्ट की परिभाषा:

“यदि मान v के साथ एक प्रस्ताव चुना जाता है, तो चुने गए प्रत्येक उच्च-संख्या वाले प्रस्ताव में मान v होता है।”

नेटवर्क में संचार अतुल्यकालिक है, इसलिए यह संभव है कि कुछ स्वीकारकर्ताओं को चुना हुआ मूल्य नहीं मिला है, जो तब तक ठीक है जब तक कि शर्तों 1 और 2 का उल्लंघन नहीं किया जाता है.

प्रस्तावक कुछ प्रतिबंधों को संदेशों के साथ स्वीकारकर्ताओं के सेट के रूप में नियोजित करते हैं। इन्हें कहा जाता है अनुरोध तैयार करें और 2 प्राथमिक अनुरोध शामिल हैं:

  1. से कम के प्रस्ताव को स्वीकार करने का वादा कभी नहीं करना चाहिए एन (n नया प्रस्ताव संख्या है)
  2. से कम संख्या वाले प्रस्ताव के साथ जवाब दें एन जिसे स्वीकार करने वाले ने स्वीकार कर लिया है.

लैम्पपोर्ट के अनुसार:

“यदि प्रस्तावक को स्वीकारकर्ताओं के बहुमत से अनुरोधित प्रतिक्रियाएं प्राप्त होती हैं, तो वह संख्या n और मान v के साथ एक प्रस्ताव जारी कर सकता है, जहां v प्रतिक्रियाओं में सबसे अधिक संख्या वाले प्रस्ताव का मूल्य है या प्रस्तावक द्वारा चयनित कोई मूल्य है यदि उत्तरदाताओं ने कोई प्रस्ताव नहीं बताया। “

प्रस्तावकर्ता बाद में एक स्वीकार अनुरोध भेजते हैं जिसे स्वीकारकर्ताओं द्वारा स्वीकार किया जाता है। प्रस्तावक फिर स्वीकारकर्ताओं को एक प्रतिबद्ध संदेश भेजता है जो या तो अनदेखा कर सकता है (सुरक्षा से समझौता किए बिना) या मूल्य प्रतिबद्ध की सफलता का संकेत देता है। एक बार स्वीकार करने वालों की एक निश्चित सीमा का मूल्य हो जाता है, तो उस सर्वसम्मति के लिए प्रोटोकॉल मूल्य को समाप्त कर देता है और उसे समाप्त कर देता है.

पैक्सोस का जटिल डिजाइन यह है कि यह उन मूल्यों को स्वीकार कर सकता है जब प्रस्तावित नोड्स की अनदेखी या प्रस्तावित मूल्य से इनकार करने के बावजूद अधिकांश नोड्स सहमत होते हैं। यह सर्वसम्मति के पिछले पुनरावृत्तियों से भिन्न होता है जिसमें सभी नोड्स को सहमत होने की आवश्यकता होती है और एकल नोड्स की विफलता से प्रोटोकॉल के रुकावट के अधीन थे।.

जब तक प्रस्ताव संख्या अद्वितीय होती है, पैक्सोस सुरक्षा की गारंटी देने वाले मूल्य का चयन कर सकते हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि एक स्वीकर्ता को केवल स्वीकार किए जाने वाले उच्चतम प्रस्ताव को याद रखने की आवश्यकता है। इसके विपरीत, एक प्रस्तावक हमेशा एक प्रस्ताव छोड़ सकता है जब तक कि वह एक ही अद्वितीय संख्या के साथ एक प्रस्ताव को फिर से जारी नहीं करता है.

प्रोटोकॉल में प्रस्तावक और स्वीकर्ता की भूमिकाओं को तोड़ना निम्नानुसार है:

प्रस्तावक

  • प्रस्ताव प्रस्तुत करें एन तैयार अनुरोध के साथ स्वीकार करने के लिए, बहुमत के जवाब की प्रतीक्षा करें.
  • यदि अधिकांश स्वीकर्ता उत्तर वे सहमत हैं, तो वे सहमत मूल्य के साथ उत्तर देंगे। यदि बहुमत अस्वीकार करता है, तो प्रक्रिया को छोड़ दें और पुनः आरंभ करें.
  • प्रस्तावक बाद में एक प्रतिबद्ध संदेश भेजता है एन और अगर बहुमत स्वीकार करता है तो मूल्य.
  • यदि अधिकांश स्वीकारकर्ता प्रतिबद्ध संदेश को स्वीकार करते हैं, तो प्रोटोकॉल दौर पूरा हो जाता है.

स्वीकार करनेवाला

  • प्रस्ताव प्राप्त करें और पहले से सहमत उच्चतम संख्या प्रस्ताव की तुलना करें.
  • अगर एन अधिक है तो प्रस्ताव स्वीकार करें, यदि n कम है तो प्रस्ताव को अस्वीकार कर दें.
  • बाद के प्रतिबद्ध संदेश को स्वीकार करें यदि इसका मूल्य पहले से स्वीकार किए गए प्रस्ताव के समान है और इसकी अनुक्रम संख्या के लिए सहमत उच्चतम संख्या है.

प्रस्ताव कई प्रस्ताव कर सकते हैं लेकिन व्यक्तिगत रूप से प्रत्येक प्रस्ताव के लिए एल्गोरिथ्म का पालन करने की आवश्यकता है.

अंत में, की भूमिका सीखने वाले पता चलता है कि प्रस्तावकों के बहुमत ने प्रस्तावकों के एक प्रस्ताव को स्वीकार कर लिया है। एक विशिष्ट शिक्षार्थी का चयन किया जाता है जो नेटवर्क में अन्य शिक्षार्थियों के लिए चुने गए मूल्य का प्रचार करता है। इस प्रक्रिया के विभिन्न रूपों का उपयोग किया जा सकता है, जहां या तो सभी स्वीकारकर्ता अपने निर्णयों के संबंधित शिक्षार्थियों को सूचित करते हैं या स्वीकार करने वाले शिक्षार्थियों के एक अलग समूह को जवाब देते हैं, जो तब शेष शिक्षार्थियों को संदेश का प्रचार करते हैं।.

औपचारिक रूप से, पैक्सोस एल्गोरिथ्म प्रत्येक दौर के लिए एक नेता (प्रस्तावक) को अलग करता है जिसे प्रगति करने की आवश्यकता होती है। स्वीकर्ता एक प्रस्तावक के नेतृत्व को स्वीकार कर सकते हैं जो पाक्सोस को नोड्स के एक समूह के भीतर एक नेता का चयन करने के लिए उपयोग करने की अनुमति देता है। यदि दो प्रस्तावक नेता की स्थिति के लिए प्रतिस्पर्धा कर रहे हैं, जिसमें कोई भी नेता नहीं है, तो पाक्सोस रुक सकता है। यह संभावना नहीं है कि गैर-समाप्ति की यह स्थिति हालांकि बनी रहेगी.

क्या है बेड़ा?

उसी दोष-सहिष्णुता और प्रदर्शन की गारंटी के साथ रैक्स पाक्सोस के अधिक समझने योग्य संस्करण के रूप में बनाया गया था। इसके शीर्ष पर प्रोटोकॉल के व्यावहारिक कार्यान्वयन के निर्माण में भी सुधार होता है। पाक्सोस की जटिलता के कारण, यह शीर्ष पर विकसित करने के लिए एक ठोस आधार प्रदान करने के लिए उपयोगी नहीं है। बेड़ा पाक्सोस के समान है, इसलिए दोनों की तुलना करने के लिए एक संक्षिप्त विराम की आवश्यकता होती है कि कैसे बेड़ा पाक्सोस प्रक्रिया को सरल बनाता है.

बेड़ा एक नेता और अनुयायी मॉडल को इस धारणा के आधार पर नियुक्त करता है कि नोड के एक क्लस्टर में केवल एक निर्वाचित नेता होता है। नेता भाग लेने वाले नोड्स में लॉग प्रतिकृति का प्रबंधन करता है और इसे विफल या डिस्कनेक्ट होने के बाद बदल दिया जाता है.

एल्गोरिथ्म शुरू होने पर एक नेता भी चुना जाता है। नेता चयन को कुछ संदर्भ देने के लिए, यह आम सहमति में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और विशिष्ट एल्गोरिदम में अलग है। उदाहरण के लिए, काम के नाकामोटो सबूत में, नेता का चयन प्रत्येक दौर के लिए लॉटरी जैसी खनन प्रक्रिया के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जो लगभग 10 मिनट के लिए होता है। व्यावहारिक बीजान्टिन दोष सहिष्णुता (pBFT) में, नेता का चयन एक राउंड-रॉबिन शैली प्रारूप के माध्यम से किया जाता है.

नाकामोटो सर्वसम्मति क्या है

पढ़ें: क्या है नाकामोटो की सहमति?

उम्मीदवार उम्मीदवार नोड द्वारा शुरू की गई प्रक्रिया के माध्यम से लीडर का चयन करता है। यदि उम्मीदवारों को चरण के दौरान संचार प्राप्त नहीं होता है, जिसे के रूप में जाना जाता है चुनाव का समय, फिर वे अपने आप को बढ़ाने के बाद वोट देते हैं शब्द-काउंटर और इसे अन्य नोड्स पर प्रसारित करें। उम्मीदवार अन्य उम्मीदवारों के अनुयायी बन जाते हैं, जिनकी संख्या कम से कम उनकी जितनी होती है, और यह लहर प्रभाव नोड्स के बीच जारी रहती है जब तक कि एक उम्मीदवार को अधिकांश अनुयायी नहीं मिलते.

नेता नोड्स के बीच लॉग प्रतिकृति को नियंत्रित करता है जहां वह अपने अनुयायियों को क्लाइंट अनुरोध कमांड भेजता है। यदि अधिकांश अनुयायी प्रतिकृति की पुष्टि करते हैं, तो अनुरोध प्रतिबद्ध है। अनुयायी अपने स्थानीय राज्य मशीनों के लिए भी आवेदन करते हैं.

रफ़ फॉल्ट-टॉलरेंस को नोड्स की विफलता या नेता की विफलता के अधीन बनाए रखता है, जिससे एक नया लीडर अपने फॉलोअर्स को डुप्लिकेट करने के लिए मजबूर हो जाता है। कोई भी प्रविष्टि जो एक दूसरे से सहमत नहीं हैं, लॉग प्रतिकृति की निरंतरता बनाए रखते हुए हटा दी जाती हैं.

लीडर उम्मीदवारों को अनुवर्ती लॉग की तुलना में अधिक अप-टू-डेट लॉग की आवश्यकता होती है। यदि किसी उम्मीदवार का लॉग संभावित अनुयायी (इस संदर्भ में एक मतदाता) की तुलना में कम है, तो उम्मीदवार खारिज कर दिया जाता है.

कुल मिलाकर, 3 व्यक्तिगत उप-समस्याओं में रेज़र ने सर्वसम्मति को स्वीकार किया:

  1. नेता चुनाव
  2. लॉग प्रतिकृति
  3. सुरक्षा

सर्वसम्मति प्रोटोकॉल एक का उपयोग करता है मजबूत नेता, इसका मतलब यह है कि प्रोटोकॉल में सीमों द्वारा प्रतिबंधित होने के दौरान रफ़ में लीडर नोड प्रक्रिया पर पर्याप्त प्रभाव डालता है। परिणामस्वरूप, रैक्स पैक्सोस की तुलना में डिजाइन में अधिक सीधा है.

निष्कर्ष

पैक्सोस और रफ महत्वपूर्ण आम सहमति प्रोटोकॉल हैं जो बड़े वितरित दोष-सहिष्णुता पारिस्थितिकी तंत्र के मुख्य घटक हैं। क्रिप्टोक्यूरेंसी में सीधे नियोजित नहीं होने पर, क्रिप्टोक्यूरेंसी नेटवर्क में उपयोग किए जाने वाले सर्वसम्मति प्रोटोकॉल, पैक्सोस और रफ़ट दोनों के डिज़ाइन से उनकी कई विशिष्ट मान्यताओं को प्राप्त करते हैं।.

Mike Owergreen Administrator
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