Leader Election

লিডার ইলেকশন কী?

লিডার ইলেকশন (Leader Election) হলো একটি প্রক্রিয়া যার মাধ্যমে ডিস্ট্রিবিউটেড সিস্টেমের একাধিক নোডের মধ্যে থেকে একটি নোডকে লিডার (নেতা) হিসেবে নির্বাচিত করা হয়। বাকি নোডগুলো হয়ে যায় ফলোয়ার (অনুসারী)।

সহজ ভাষায়:
একটি দলে যখন সিদ্ধান্ত নেওয়ার দরকার হয়, তখন সবাই মিলে একজন ক্যাপ্টেন নির্বাচন করে। ক্যাপ্টেন ডাউন হলে আবার নতুন ক্যাপ্টেন নির্বাচন করা হয়।

        [ক্লায়েন্ট রিকোয়েস্ট]
                  ↓
        ┌─────────────────┐
        │   লিডার (নেতা)   │ ← সিদ্ধান্ত নেয়, লেখার কাজ করে
        │   নোড এ         │
        └────────┬────────┘
                 │ (কমান্ড/ডাটা রেপ্লিকেশন)
        ┌────────┼────────┬────────┐
        ↓        ↓        ↓        ↓
    [নোড বি] [নোড সি] [নোড ডি] [নোড ই]
    ফলোয়ার   ফলোয়ার   ফলোয়ার   ফলোয়ার

কেন লিডার ইলেকশন দরকার?

কোথায় লিডার ইলেকশন ব্যবহার করা হয়?

লিডার ইলেকশন অ্যালগরিদম

১. বুলি অ্যালগরিদম (Bully Algorithm)

গল্প: সবচেয়ে বড় আইডির নোড জিতবে।

কীভাবে কাজ করে:

1. একটি নোড লিডার ডাউন টের পায়
2. সে সব নোডকে চ্যালেঞ্জ করে (বড় আইডির থাকলে)
3. বড় আইডির নোড ইলেকশনে জিতে যায়

নোড ১ (আইডি: ১০) → "আমি লিডার হতে চাই"
                    ↓
নোড ২ (আইডি: ২৫) → "আমি বড়, তুই বাদ"
                    ↓
নোড ২ (আইডি: ২৫) → "আমি লিডার" (সবার চেয়ে বড়)

২. রিং অ্যালগরিদম (Ring Algorithm)

গল্প: নোডগুলো লজিক্যাল রিংয়ে সাজানো, দায়িত্ব ঘুরিয়ে দেওয়া হয়।

     নোড ১ ←→ নোড ২
       ↺         ↻
     নোড ৪ ←→ নোড ৩
         
ইলেকশন মেসেজ ঘুরে ঘুরে সব নোডে পৌঁছায়
যে নোডের আইডি বড়, সে জিতে যায়

৩. কনসেনসাস-বেসড অ্যালগরিদম

এগুলো লিডার ইলেকশন + ডাটা কনসিসটেন্সি একসাথে দেয়।

Raft অ্যালগরিদম

Raft ডিস্ট্রিবিউটেড সিস্টেমে সবচেয়ে জনপ্রিয়।

টার্ম (Term)

টার্ম ১: লিডার এ → ডাউন
টার্ম ২: লিডার বি → ডাউন  
টার্ম ৩: লিডার সি → চলমান

নোডের অবস্থা তিনটি:

[ফলোয়ার] ←──→ [ক্যান্ডিডেট] ←──→ [লিডার]
    ↑             ↓                 ↓
    └─────────────┴─────────────────┘
        (টাইমআউট/ইলেকশন)

ইলেকশন প্রক্রিয়া:

1. ফলোয়ার লিডার থেকে হৃদস্পন্দন পায় না → টাইমআউট
2. ফলোয়ার ক্যান্ডিডেট হয় → নিজের জন্য ভোট চায়
3. ক্যান্ডিডেট মেজরিটি ভোট পেলে লিডার হয়

[ফলোয়ার এ]    [ফলোয়ার বি]    [ফলোয়ার সি]
     │               │               │
     └───────╼ (কোনো হৃদস্পন্দন নেই) ╾───────┘
     
     ↓ টাইমআউট
     
[ক্যান্ডিডেট এ] → "আমাকে ভোট দাও" → [ফলোয়ার বি]
                → "আমাকে ভোট দাও" → [ফলোয়ার সি]
                
     ↓ (২ ভোট + নিজের ১ = ৩/৩)
     
[লিডার এ] → "আমি লিডার" (হৃদস্পন্দন পাঠাতে শুরু করে)

Raft-এর সময়সীমা:

• ইলেকশন টাইমআউট: ১৫০-৩০০ ms (র্যান্ডম)
• হার্টবিট ইন্টারভাল: ৫০ ms (লিডার থেকে)

Paxos অ্যালগরিদম

Paxos আরও জটিল কিন্তু খুব শক্তিশালী।

[প্রস্তাবক] → প্রস্তাব দেয়
[গ্রহণকারী] → প্রস্তাব গ্রহণ/রিজেক্ট করে  
[শিক্ষার্থী] → চূড়ান্ত সিদ্ধান্ত জানতে পারে

ফেজ ১: প্রস্তাব (Prepare Promise)
ফেজ ২: গ্রহণ (Accept Request)

লিডার ইলেকশনের চ্যালেঞ্জ

ফেন্সিং (Fencing) কেন দরকার?

স্প্লিট ব্রেন যখন হয়, পুরোনো লিডার এখনও রিসোর্সে লিখতে পারে!

[পুরোনো লিডার] "আমি এখনো লিডার" → ডাটাবেসে লিখছে ⚠️
[নতুন লিডার]   "আমিই লিডার" → ডাটাবেসে লিখছে ⚠️

ফলাফল: ডাটা করাপ্ট!

ফেন্সিং টোকেন সমাধান:

লিডার ইলেকশন → টোকেন ৫ দেয়
পুরোনো লিডার → টোকেন ৪ নিয়ে আসে (ডাটাবেস রিজেক্ট করে)

ডাটাবেস চেক করে: টোকেন ৫ > ৪ → পুরোনো লিডারকে ব্লক!

কৌশল নির্বাচন গাইড

লিডারশিপের দায়িত্ব

সারাংশ চিটশিট

শিল্প উদাহরণ