通过划分隔离扩展复制状态机 [技术报告]

状态机复制协议，如MultiPaxos与Raft，是许多分布式系统与数据库的关键组件。然而，由于若干瓶颈组件，这些协议吞吐量相对较低。大量现有协议孤立地修复不同瓶颈，但缺乏完整解决方案。修复一个瓶颈，另一个便出现。本文中，我们引入划分隔离（compartmentalization），这是首个消除状态机复制瓶颈的综合性技术。划分隔离将各个瓶颈解耦为独立组件，并分别扩展这些组件。划分隔离有两个关键优势。首先，划分隔离带来强劲性能。本文中，我们演示如何对MultiPaxos进行划分隔离，使其在只写负载下吞吐量提升6倍，在混合读写负载下提升16倍。与其他方法不同，我们无需专用硬件即可实现此性能。其次，划分隔离是一种技术而非协议。行业从业者可逐步将划分隔离应用于其协议，而无需采用全新协议。