raft-consensus-design

name	raft-consensus-design
description	Raft 합의 알고리즘 설계 및 구현 가이드. 분산 시스템, 합의 프로토콜, 리더 선출, 로그 복제를 구현할 때 사용한다.

Raft Consensus Design Skill

핵심 개념

노드 상태 전이

                 starts up
                    |
              [Follower] <--------------------------+
                    |                                |
          election timeout              discovers higher term
                    |                                |
              [Candidate] -----------------> [Leader]
                    |         wins           |
                    |        election        |
                    +------------------------+
                      discovers higher term

AppendEntries RPC

• 리더 -> 팔로워 heartbeat + 로그 복제
• prevLogIndex/prevLogTerm 일치 검증
• 불일치 시 nextIndex 감소 후 재전송
• leaderCommit으로 커밋 인덱스 동기화

RequestVote RPC

• 후보 -> 전체 노드 투표 요청
• 투표 조건: term이 같거나 높고, 로그가 최소한 같이 up-to-date
• 한 term에 하나의 투표만 허용

안전성 보장

• Election Safety: 한 term에 최대 1명의 리더
• Leader Append-Only: 리더는 로그를 덮어쓰지 않음
• Log Matching: 같은 index+term -> 같은 명령
• Leader Completeness: 커밋된 엔트리는 미래 리더에도 존재
• State Machine Safety: 같은 인덱스 -> 같은 명령 적용

구현 순서

1. RaftLog (순수 데이터 구조)
2. Message 정의 (AppendEntries, RequestVote)
3. RaftNode 상태 머신 (가장 핵심)
4. Timer (시뮬레이션용)
5. Transport (메시지 전달)
6. KVStateMachine
7. Cluster (통합)
8. 테스트 (선출 -> 복제 -> 파티션)