Grafana Mimir 哈希环

哈希环是一种分布式一致性哈希方案，被 Grafana Mimir 广泛用于分片和复制。

Grafana Mimir 中哈希环的工作原理

Grafana Mimir 中的哈希环用于以一致的方式在组件的多个副本之间分担工作，以便任何其他组件都能决定要与之通信的地址。需要分担的工作负载或数据首先被哈希，哈希结果用于确定哪个环成员拥有它。

Grafana Mimir 使用 fnv32a 哈希函数，该函数返回 32 位无符号整数，因此其值介于 0 和 (2^32)-1 之间（包含边界）。该值称为令牌，并用作数据的 ID。令牌确定数据在哈希环上的位置，具有确定性。这使得能够独立确定任何特定数据的权威所有者是哪个 Grafana Mimir 实例。

例如，序列（series）在ingester 之间进行分片。给定序列的令牌是通过对序列的所有标签和租户 ID 进行哈希计算得出的：结果是令牌空间内的 32 位无符号整数。拥有该序列的 ingester 是拥有包含该序列令牌的令牌范围的实例。

为了在集群中的可用实例之间划分可能的令牌集合 (2^32)，给定 Grafana Mimir 组件（如 ingester）的所有运行实例都加入哈希环。哈希环是一种数据结构，它将令牌空间划分为多个范围，并将每个范围分配给特定的 Grafana Mimir 环成员。

启动时，实例生成随机令牌值，并将其注册到环中。每个实例注册的值决定了哪个实例拥有特定的令牌。一个令牌归注册了大于被查找令牌的最小值的实例所有（当达到 (2^32)-1) 时会绕回零）。

为了将数据复制到多个实例，Grafana Mimir 从数据的权威所有者开始，并顺时针遍历环来查找副本。数据会被复制到遍历环时找到的后续实例。

一个实际示例

为了更好地理解其工作原理，我们以四个 ingester 和一个介于 0 和 9 之间的令牌空间为例

Ingester #1 在环中注册的令牌是 2
Ingester #2 在环中注册的令牌是 4
Ingester #3 在环中注册的令牌是 6
Ingester #4 在环中注册的令牌是 9

Grafana Mimir 收到序列 {__name__="cpu_seconds_total",instance="1.1.1.1"} 的传入样本。它对序列的标签进行哈希计算，哈希函数的结果是令牌 3。

为了找到哪个 ingester 拥有令牌 3，Grafana Mimir 在环中查找令牌 3，并找到注册的令牌值大于 3 的最小令牌的 ingester。注册令牌为 4 的 Ingester #2 是序列 {__name__="cpu_seconds_total",instance="1.1.1.1"} 的权威所有者。