Gossip背景

在分布式系统中，不同的节点进行数据/信息共享是一个基本的需求。

一种比较简单粗暴的方法就是集中式发散消息，简单来说就是一个主节点同时共享最新消息给其他所有节点，比较依赖中心化系统，不过过于依赖中心节点，存在单点风险。于是分散式发散消息的Gossip协议诞生

Gossip协议简介

Gossip直译即流言蜚语的意思，比喻容易传播且传播速度快。

Gossip协议具有随机传播特性，这是Gossip协议的主要特点。

Gossip协议是一种允许在分布式系统中共享状态的去中心化通信协议，通过这种通信协议，我们可以将信息传播给网络或集群中的所有成员。

Gossip协议应用

Redis、Apache Cassandra、Consul等使用了Gossip协议。

Redis举例：

Redis Cluster是一个典型的分布式系统，分布式系统中的各个节点需要互相通信。既然要相互通信就要遵循一致的通信协议，Redis Cluster中的各个节点基于Gossip协议来进行通信共享信息，每个Redis节点都维护了一份集群的状态信息。

Redis Cluster的节点之间会互相发送多种Gossip消息：

• MEET: 在Redis Cluster中的某个Redis节点上执行ClUSTER MEET in port命令，可以像指定的Redis节点发送一条MEET消息，用于将其添加进Redis Cluster成为新的Redis节点。
• PING/PONG：Redis Cluster 中的节点都会定时地向其他节点发送PING消息，来交换各个节点状态消息，检查各个节点状态，包括在线状态、疑似下线状态PFAIL和已下线状态FAIL。
• FAIL: Redis Cluster 中的节点A发现B节点PFAIL,并且在下线报告的有效期内集群中半数以上的节点将B节点标记为 PFAIL，节点A就会向集群广播一条FAIL消息，通知其他节点将故障节点B标记为FAIL.
• ....

有了Redis Cluster之后，不需要专门部署Sentinel集群服务了。Redis Cluster相当于内置了Sentinel机制，Redis Cluster内部的各个节点通过Gossip协议互相探测健康状态，在故障时可以自动切换。

Gossip协议消息传播模式

Gossip设计了两种可能的消息传播模式：反熵和传谣

• 熵：即混乱的意思： 反熵主要体现在随机上，集群中的节点通过随机选择其他节点，通过推、拉、推拉的方式进行数据传播。但是对于节点过多以及节点动态变化的场景不太实用。
• 谣言：即热点传播的意思：谣言主要体现在热点上，集群中的节点获取了新的节点后，就会成为活跃点，周期性练习其他节点“传播谣言”,知道所有节点都存储了该数据。适用于节点多的情况，但是传输的数据包不易过大。

总结：

• 反熵会传播节点所有的数据，谣言仅传播节点新增数据
• 反熵一般需要涉及成闭环
• 谣言比较适合节点数量多以及动态的节点场景

Gossip协议的优势和缺陷

优势

• 相比于其他分布式协议/算法来说，Gossip协议理解容易
• 能够容忍网络节点的随意增加或减少，节点去中心化
• 速度相对快，节点较多的场景比中心化节点传播的方式速度更快

劣势

• 消息需要多轮传播才能传播到真个网络，强调的是最终一致性
• 拜占庭将军问题，不允许恶意节点
• 可能出现消息冗余问题，随机性可能导致重复传播