前面说到DocDB自下而上分为存储层、数据复制层、数据分布层和事务层。本章节主要介绍数据复制层。
背景
DocDB 自动同步复制数据，以便在发生故障的同时保持数据一致性并避免操作员干预。它使用 Raft 分布式共识协议来实现。
基本概念
故障域
故障域包括一组易于发生相关故障的节点。故障域的示例包括：
- 区域或机架
- 区域或数据中心
- 云供应商
数据通常跨故障域复制，以便在该故障域中的所有节点中断时具有弹性。
容错
yugabyteDB集群的容错（FT)是指能保证数据的正确性继续提供服务的最多故障节点数量。
复制因子
YugabyteDB 跨节点（或容错域）复制数据以容错。复制因子（RF）是在YugabyteDB集群数据的副本的数目。FT 和 RF 是相关的。为了实现k节点的 FT ，集群必须配置有 (2k + 1) 的 RF。
Tablet-peers
DocDB 中的数据复制是在 tablet 级别实现的，使用tablet-peers。每个表都被分片成一组tablets
而每个tablet由一组tablet-peers组成，每个tablet-peers都存储属于该tablet的数据的一个副本。一个tablet有多少个tablet-peer和replication factor一样多，它们就形成了一个Raft group。tablet-peer 托管在不同的节点上，以允许节点故障时的数据冗余。请注意，tablet-peer 之间的数据复制是 高度一致的。
下图说明了属于一个tablet（tablet1）的三个tablet-peers。tablet-peers 托管在不同的 YB-TServer 上，并形成一个 Raft 组，用于领导者选举、故障检测和预写日志的复制。
Raft 复制
当一个 tablet 启动时发生的第一件事是使用Raft协议选择一个 tablet-peer 作为tablet leader。这个tablet leader现在负责处理面向用户的写入请求。它将用户发出的写入转换到 DocDB 的文档存储层，并使用 Raft 在 tablet-peer 之间复制以实现强一致性。撇开Tablet leader，剩下的Raft 组的tablet-peers 被称为tablet follower。
DocDB 更新集取决于用户发出的写入，并且涉及锁定一组键以建立严格的更新顺序，并在读取-修改-写入操作的情况下可选地读取旧值以进行修改和更新。Raft 日志用于确保即使在遇到故障或成员更改时，tablet 的数据库状态机也能在具有严格顺序和正确性保证的 tablet-peer 之间复制。这对于实现强一致性至关重要。
一旦 Raft 日志被复制到大多数 tablet-peer 并成功地持久化到大多数，写入被应用到 DocDB 文档存储层，随后可供读取。一旦写入被文档存储层持久保存在磁盘上，就可以从 Raft 日志中清除写入条目。这是作为受控后台操作执行的，对前台操作没有任何影响。
集群中的复制
数据副本可以跨多个容错域放置。我们以多区域部署为例，看看集群中跨容错域的复制是如何实现的，其中有三个区域，假设复制因子为 3。
多区域部署
在多区域部署的情况下，使用 Raft 共识算法跨多个区域复制节点中每个tablets中的数据。属于给定tablet的行的所有读写查询都由该平板电脑的领导者处理。这如下图所示。
作为 Raft 复制的一部分，每个 tablet-peer 首先选举一个负责读写的 tablet-leader。tablet-leader在不同区域的分布由用户指定的数据放置策略决定。上述场景中的放置策略确保在稳定状态下，每个区域都有相同数量的tablet-leader。下图显示了示例场景中tablet-leader的分布情况。
容忍区域中断
一旦发生区域中断，YugabyteDB 就会假设该区域中的所有节点同时变得不可用。这导致三分之一的tablets（它们的tablet-leader位于刚刚失败的区域）无法满足任何请求。其他三分之二的tablets不受影响。下图显示了失败的区域中的tablet-peer：
对于受影响的三分之一，YugabyteDB 会自动将故障转移到其他两个区域中的实例。再一次，被故障转移的tablet均匀地分布在剩下的两个区域中。
区域中断时的 RPO 和 RTO
这些tablets中的每一个的 RPO（恢复点目标）都是 0，这意味着在故障转移到另一个区域时没有数据丢失。RTO（恢复时间目标）为 3 秒，这是完成故障转移并在新区域外开始运行的时间窗口。
Follower 读
只有tablet-leader可以处理面向用户的写入和读取请求。请注意，虽然这是强一致性读取的情况，但 YugabyteDB 提供从追随者读取的宽松保证，这在某些部署模型中是需要的。所有其他的tablet-peer 被称为follower，只是复制数据，并且可以作为热备，在leader 发生故障时可以快速接管。