EnerOS v0.29.0 版本说明

发布日期：2025-12-07 版本代号：Distributed Git Tag：v0.29.0 支持状态：稳定（Stable） Crate 总数：78（新增 4 个） 测试用例数：10000+（新增 500+）

概述

EnerOS v0.29.0「Distributed」是分布式部署专项版本，使 EnerOS 能够跨多节点运行。省级调度中心的电网规模可达数万节点，单机无法承载完整的拓扑、潮流、时序负载。v0.29.0 将 EnerOS 从单机系统升级为分布式系统，通过节点发现、数据分片、分布式事务、一致性保证四大能力，实现水平扩展。

本版本引入了五大核心能力：分布式部署（Distributed Deployment）、节点发现（Node Discovery）、数据分片（Data Sharding）、分布式事务（Distributed Transaction）、一致性保证（Consistency Guarantee）。集群可从 3 节点扩展至 64 节点，支撑 10 万级电网节点的实时运行。

设计哲学上，v0.29.0 坚持「分区容忍优先」——在网络分区时优先保证可用性（AP），关键操作通过 quorum 保证一致性；「数据本地性」——按电气拓扑分片，使大部分计算在本地完成；「透明扩展」——应用层 API 不变，分布式细节由内核处理。

关键数据

新特性

1. 分布式部署

引入 eneros-distributed Crate，提供分布式集群管理。多节点组成集群，共享拓扑、潮流、时序数据。

集群创建

use eneros_distributed::{Cluster, ClusterConfig, NodeRole};

let cluster = Cluster::new("dispatch-cluster")
    .config(ClusterConfig {
        seed_nodes: vec!["node-1:7946", "node-2:7946"],
        data_dir: "/var/lib/eneros",
        replication_factor: 3,
        shard_count: 32,
    })
    .join("node-1:7946").await?;

// 查看集群状态
let status = cluster.status().await?;
println!("节点数: {}", status.node_count);
println!("分片数: {}", status.shard_count);
println!("健康节点: {}", status.healthy_nodes);

节点角色

2. 节点发现

引入 eneros-distributed-discovery Crate，提供节点自动发现与成员管理。基于 SWIM 协议（Gossip 改进），实现高效的成员关系维护。

节点加入

use eneros_distributed_discovery::{Discovery, NodeInfo};

let discovery = Discovery::new(&cluster)
    .gossip_interval(Duration::milliseconds(200))
    .probe_timeout(Duration::milliseconds(500));

// 新节点加入
let node = NodeInfo::new("node-5")
    .address("10.0.1.5:7946")
    .roles(vec![NodeRole::DataNode, NodeRole::ComputeNode])
    .capacity(Capacity {
        cpu: 32,
        memory_gb: 128,
        disk_gb: 2000,
    });

discovery.join(node).await?;
// 自动广播至全集群，2s 内所有节点感知

故障检测

// SWIM 协议故障检测
discovery.on_node_failure(|node| async move {
    log::warn!("节点 {} 失联", node.id);

    // 自动触发分片迁移
    cluster.rebalance_on_failure(node).await?;

    // 通知智能体重编排
    swarm.on_node_failure(node).await?;
});

发现协议对比

3. 数据分片

引入 eneros-distributed-sharding Crate，提供数据分片能力。按电气拓扑分片，使大部分计算在本地完成。

分片策略

use eneros_distributed_sharding::{ShardManager, ShardStrategy};

let sharding = ShardManager::new(&cluster)
    .strategy(ShardStrategy::TopologyBased)
    .shard_count(32);

// 按电气区域分片
sharding.assign(&network).await?;
// 区域 A 的设备 → 分片 0-7
// 区域 B 的设备 → 分片 8-15
// ...

// 查询分片位置
let location = sharding.locate(BusId::from(42))?;
println!("母线 42 在分片 {} (节点 {})", location.shard, location.node);

分片迁移

// 节点故障时自动迁移分片
sharding.migrate(
    from: "node-3",
    to: "node-5",
    shards: vec![8, 9, 10],
).await?;

// 在线迁移，不中断服务

分片策略对比

4. 分布式事务

引入 eneros-distributed-tx Crate，提供跨节点事务保证。支持 2PC（两阶段提交）与 Saga 两种模式。

2PC 事务

use eneros_distributed_tx::{Transaction, TxCoordinator};

let coordinator = TxCoordinator::new(&cluster);

// 跨节点事务：同时操作多个分片
let mut tx = Transaction::new();
tx.add(Operation::UpdateBus(42, voltage: 1.02));  // 分片 3
tx.add(Operation::OpenSwitch(15));                  // 分片 7
tx.add(Operation::AdjustGen(1, mw: 200.0));        // 分片 2

match coordinator.commit_2pc(tx).await {
    Ok(_) => println!("事务提交成功"),
    Err(TxError::ParticipantAbort { node, reason }) => {
        println!("节点 {} 拒绝: {}", node, reason);
        // 自动回滚
    }
}

Saga 模式

// 长事务：Saga 模式（补偿事务）
let saga = Saga::new("fault-recovery")
    .step(Step::new("isolate")
        .action(|ctx| isolate_fault(ctx))
        .compensation(|ctx| restore_isolated(ctx)))
    .step(Step::new("transfer")
        .action(|ctx| transfer_load(ctx))
        .compensation(|ctx| restore_load(ctx)))
    .step(Step::new("restore")
        .action(|ctx| restore_power(ctx))
        .compensation(|ctx| cut_power(ctx)));

saga.execute().await?;

事务特性

5. 一致性保证

引入 eneros-distributed-consistency Crate，提供多级一致性保证。不同数据类型采用不同一致性级别。

一致性级别

use eneros_distributed_consistency::{Consistency, ReadOptions};

// 强一致性读（总是读最新值）
let bus = cluster.read(BusId::from(42), ReadOptions {
    consistency: Consistency::Strong,
}).await?;

// 因果一致性读（读到因果上最新的值）
let event = cluster.read_event(event_id, ReadOptions {
    consistency: Consistency::Causal,
}).await?;

// 最终一致性读（读任意副本）
let metric = cluster.read_metric("load", ReadOptions {
    consistency: Consistency::Eventual,
}).await?;

复制策略

// 数据复制
let replication = Replication::new()
    .factor(3)  // 3 副本
    .mode(ReplicationMode::Sync)  // 同步复制
    .placement(PlacementPolicy::rack_aware());  // 跨机架

cluster.set_replication(replication).await?;

一致性矩阵

改进

• 网络层：从 TCP 切换至 QUIC，多路复用降低连接建立延迟 60%
• 序列化：从 JSON 切换至 MessagePack，序列化体积减少 50%
• 压缩：时序数据传输启用 Zstandard 压缩，带宽占用减少 70%
• 负载均衡：新增自适应负载均衡器，根据节点负载动态调整分片

Bug 修复

• 修复 eneros-distributed-discovery 在网络分区时的脑裂问题（#2908）
• 修复 eneros-distributed-sharding 分片迁移时的数据丢失风险（#2913）
• 修复 eneros-distributed-tx 2PC 协调者故障时的事务悬挂问题（#2918）
• 修复 eneros-distributed-consistency 同步复制在慢节点下的超时问题（#2923）

破坏性变更

• Cluster::new：新增 ClusterConfig 参数，需提供分片与副本配置
• read/write API：新增 ReadOptions/WriteOptions 参数，指定一致性级别

升级指南

1. 执行 cargo update -p eneros-distributed
2. 为 Cluster::new 提供 ClusterConfig
3. 为读写操作添加一致性级别参数
4. 参考 docs/migration/v0.29.0.md 获取详细迁移步骤