분산 알고리즘
분산 알고리즘은 여러 독립 컴퓨터가 메시지 교환으로 공동 작업이나 일관된 결정을 수행하는 알고리즘이다. 알고리즘의 분산 시스템 알고리즘 분야에서 다루며, 문제를 어떤 하위 단계로 표현하고 어떤 계산을 생략하거나 공유할지를 결정하는 방법이다. 이 기법을 적용할 때에는 결과의 정확성뿐 아니...
| 분류 | 알고리즘 · 분산 시스템 알고리즘 |
|---|---|
| 목적 | 여러 독립 컴퓨터가 메시지 교환으로 공동 작업이나 일관된 결정을 수행하는 알고리즘 |
| 핵심 과정 | 각 노드는 자신의 상태와 수신한 메시지만으로 행동하며 네트워크 지연과 장애를 고려한다 |
| 시간·연산 비용 | 시간보다 메시지 수·라운드 수·장애 허용 범위와 안전성·활성을 중요하게 평가 |
| 적용 전제 | 동기·비동기 네트워크 가정, 장애 모델과 노드 수를 명확히 정의해야 한다 |
| 관련 분야 | 알고리즘 설계, 계산 복잡도 |
| 참고 자료 | MIT 알고리즘 강의 |
분산 알고리즘은 여러 독립 컴퓨터가 메시지 교환으로 공동 작업이나 일관된 결정을 수행하는 알고리즘이다. 알고리즘의 분산 시스템 알고리즘 분야에서 다루며, 문제를 어떤 하위 단계로 표현하고 어떤 계산을 생략하거나 공유할지를 결정하는 방법이다. 이 기법을 적용할 때에는 결과의 정확성뿐 아니라 종료 조건, 필요한 상태의 표현과 입력 조건을 함께 정의한다.[1]
핵심 처리 과정은 다음과 같다. 각 노드는 자신의 상태와 수신한 메시지만으로 행동하며 네트워크 지연과 장애를 고려한다. 합의, 리더 선출, 복제, 분산 스냅샷과 일관된 상태 관리가 대표적인 과제다. 설계 시에는 각 단계에서 보존되어야 할 불변식이나 조건을 정의하고, 결과를 반환하기까지 어떤 상태가 수정되는지를 추적한다.
계산 자원은 문제의 크기와 구현 방식에 좌우된다. 시간보다 메시지 수·라운드 수·장애 허용 범위와 안전성·활성을 중요하게 평가. 적용 조건은 동기·비동기 네트워크 가정, 장애 모델과 노드 수를 명확히 정의해야 한다라는 점이다. 이 조건이 성립하는지를 먼저 확인해야 동일한 절차를 다른 입력에도 일관되게 사용할 수 있다.
Paxos, Raft, 분산 해시와 복제 저장소에 적용한다. 공유 메모리 기반 병렬 알고리즘과는 통신·장애 모델에서 구별된다. 실제 구현에서는 상태 표현, 자료구조 선택, 재귀 호출 또는 반복 처리, 메모리 접근과 경계 입력을 함께 고려한다. 이론적 계산 모델과 구체적인 프로그램의 시간·공간 비용은 입력 분포와 실행 환경에 따라 달라질 수 있다.[2]