“區塊鏈”是現代人經常提到的詞匯，但是大部分人對它的定義概述都一知半解。其實區塊鏈系統它首先是一個分布式系統，而分布式系統又包括共識算法與一致性兩個核心問題。一致性也叫agreement，指的是對分布式系統中多個服務項目節點進行的一系列實際的操作。而共識是什么呢？它是敘述了分布式系統中多個節點中間對某一情況達成一致結果的全過程。共識通常也會跟一致性一起來探討，但是達成了共識并不代表就就是一致性。您聽起來是否會有些懵呢？下面我們就來分析詳細介紹一下它們的概念與相關問題。

一致性問題

一致性問題是分布式系統行業最基本的、最重要的問題。假如分布式系統可以完成一致性，它能夠被展現為極致可拓展的虛擬節點，相對性于物理學節點，它具備更強的性能和可靠性。

定義和重要性

一致性:初期也叫agreement，就是指對分布式系統中的好幾個服務項目節點進行一系列實際操作。在協議書的確保下，她們嘗試在一定水平上認可事件處理。

注意：一致性并不代表著結果是不是恰當，只是系統軟件外界展現的情況是不是一致，比如：全部節點都做到了不成功情況。

問題和挑戰

分布式系統電子計算機群集系統軟件非常容易發生下列問題：

通信網絡在節點中間不是靠譜的，包含信息內容延遲時間，亂序，內容錯誤等等。

不可以確保節點的解決時間，記牢很有可能產生錯誤，乃至節點自身也很有可能產生關機。

同歩啟用能夠簡單化設計方案，但會比較嚴重減少分布式系統的擴展性，乃至衰退成點射系統軟件。

當代分布式系統解決一致性問題的理論依據:很有可能造成不一致的并行操作串行通信。

一致性要求

分布式系統達成共識的全過程應:

可停止性:一致的結果能夠在比較有限的時間內進行。

同性：不一樣幾個方面最后進行決策的紀錄是一樣的。

合法性:管理決策結果務必由某一節點明確提出。

事情產生的順序十分關鍵，這也是處理分布式系統行業很多問題的關鍵秘對很多事兒進行排列，這一順序務必獲得每一個人的認同。

有約束的一致性

完成肯定理想化的嚴苛一致性的成本非常大。事實上，一致性要求越強，解決性能越弱，擴展性越差。

一般來說，強一致性關鍵包含下列兩大類：

順序一致性:是一種極強的約束，確保全部全過程中見到的全局性實行順序一致，每一個全過程中見到的實行順序與具體產生順序一致。順序一致性事實上限定了每一個全過程中命令的誤差關聯，但并不是依照物理學時間在全過程中進行全局性排列。

線性一致性:在順序一致性的前提條件下，提升全過程中的實際操作順序，產生唯一的全局性順序(系統軟件等額的于順序實行，全部全過程中見到的全部實際操作順序都一致，與具體產生順序一致)，是較強的分子確保。可是難以完成。現階段基本上要不借助全世界時鐘或鎖，要不根據一些繁雜的算法完成，性能通常不高。

由于一致性強的系統軟件通常難以達到，具體要求通常不那麼嚴苛，必須一致性強。因而，能夠適度放開對一致性的要求，進而減少系統軟件完成的難度系數。例如在一定的限定下完成說白了的最后一致性:總是會有一個時刻(而不是立刻)，讓系統軟件做到一致的情況。大部分應用系統完成最后一致性。相對性極強的一致性，一般稱為弱一致性。

共識算法

共識通常會和一致性探討。嚴格意義上來說，二者的實際意義并不完全一致。

一致性一般 就是指分布式系統中好幾個團本向外界表明的數據信息情況。共識敘述了分布式系統中好幾個節點中間對某一情況達成一致結果的全過程。因而，一致性敘述是結果情況，共識是一種方式。達到一定的共識并不代表著確保一致性。

結合實際，為了更好地為了確保達到不一樣水平的一致性，關鍵全過程通常必須根據共識算法來完成。共識算法解決了每一個人對某一建議達到共識的全過程。建議的含意在分布式系統中十分普遍，如好幾個事情的順序、與某一鍵相對性應的值、哪位管理者等。能夠覺得一切能達到共識的信息內容全是建議。

對分布式系統來講，各幾個方面一般 是同樣的明確有限狀態機實體模型(也稱為有限狀態機拷貝問題)，從同樣的最初的狀態逐漸接受同樣順序的命令，就能確保同樣的結果情況。因此，在系統軟件中，好幾個節點最重要的是達到共識，即對好幾個事情進行排列。

問題和挑戰

事實上，理想化的分布式系統是不會有的，不一樣節點中間的通有延遲時間，一切階段都很有可能發生常見故障。

一般來說，發生常見故障(crash或fail-stop，即不回應)但不仿冒信息內容的狀況稱為非拜占庭錯誤或常見故障錯誤。故意反映的狀況稱為拜占庭錯誤，相對應的節點稱為拜占庭錯誤。

普通算法

共識算法可分為：

CrashFaulttolerance(CFT)類算法：經典算法包含Paxos,Raft以及變異等，這類容錯機制算法一般 性能不錯，響應速度快，可容忍不超過一般常見故障節點。ByzantineFaulttolerance(BFT)類算法：一般 包含PBFT(PracticalByzantineFaulttolerance)為意味著的可預測性系列產品算法，PoW為意味著的概率算法等。在明確算法中，一旦達到對某一結果的共識，就不可避免，即共識是最后結果。并且幾率類算法，共識結果是臨時的，伴隨著時間的變化或是某類加強，共識結果被打倒的概率愈來愈小，這就是說白了的最后結果。拜占庭類容錯機制算法通常性能較弱，常見故障點不超過1/3。

以上我們分析了分布式系統的兩大核心問題，希望能夠對您有一定的幫助。實際上，我們所認為的理想化的分布式系統自然是不會有的，在過程中一切階段都很有可能發生我們意想不到的故障。如果您想了解更多相關信息，請您及時關注中培偉業。