CAP теорема — различия между версиями
Yeputons (обсуждение | вклад) |
м (rollbackEdits.php mass rollback) |
||
| (не показано 10 промежуточных версий 4 участников) | |||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
| + | [[Категория: Параллельное программирование]] | ||
'''CAP-теорема''' — утверждение о том, что в распределённых системах нельзя одновременно добиться трёх свойств: | '''CAP-теорема''' — утверждение о том, что в распределённых системах нельзя одновременно добиться трёх свойств: | ||
* '''C'''onsistency — на всех ''не отказавших'' узлах одинаковые (с точки зрения пользователя) данные | * '''C'''onsistency — на всех ''не отказавших'' узлах одинаковые (с точки зрения пользователя) данные | ||
* '''A'''vailability — запросы ко всем ''не отказавшим'' узлам возвращают ответ | * '''A'''vailability — запросы ко всем ''не отказавшим'' узлам возвращают ответ | ||
| − | * '''P'''artition tolerance — даже если связь в системе стала нестабильной (вплоть до разделения системы на куски), то система продолжает работать | + | * '''P'''artition tolerance — даже если связь в системе стала нестабильной (вплоть до разделения системы на куски), но узлы работают, то система в целом продолжает работать |
Формально мы это не формулировали и не доказывали. | Формально мы это не формулировали и не доказывали. | ||
| Строка 11: | Строка 12: | ||
== Классификация алгоритмов == | == Классификация алгоритмов == | ||
| + | А вот алгоритмы, которые удовлетворяют хотя бы двум свойствам, можно нарисовать на диаграмма Венна: | ||
| + | |||
[[Файл:Distributed-cap.png|400px]] | [[Файл:Distributed-cap.png|400px]] | ||
| + | |||
| + | Дальше идут объяснения с лекции, они отличаются в разных источниках (например, где-то 2PC идёт вместе с Paxos в CP, а не в CA<ref>http://www.cedanet.com.au/ceda/fallacies/cap-theorem.php</ref>), а где-то совпадают с лекцией<ref>http://book.mixu.net/distsys/single-page.html#the-cap-theorem</ref>, а где-то считают, что не-partition tolerance не нужно<ref>https://codahale.com/you-cant-sacrifice-partition-tolerance/</ref>. | ||
| + | * Если мы хотим согласованность и доступность, то используем [[2 Phase Commit|протокол двухфазного коммита]]: он гарантирует нам согласованное состояние глобально во всей системе и мы всегда можем обслуживать запросы (если только не упал узел с соответствующими данными). Но если потерялась связь (а узлы не упали), то какие-то запросы нельзя обработать, потому что часть данных может быть в одной половине, а часть в другой. Каждый кусок всё ещё будет работать по отдельности, но глобальные транзакции выполнять мы не сможем. | ||
| + | * Иногда нам не так важна согласованность и мы согласны на простую eventual consistency — это когда информация может быть доступна не сразу везде, а только через какое-то время, если система здорова. Сюда идут [[gossip-протоколы]]. | ||
| + | * Если мы хотим согласованность и толерантность к разделению, то надо жертвовать доступностью. Например, при помощи Paxos мы можем хранить все данные сразу на всех узлах, но тогда узлы, оказавшиеся в меньшинстве, ничего сделать не могут. | ||
Текущая версия на 19:37, 4 сентября 2022
CAP-теорема — утверждение о том, что в распределённых системах нельзя одновременно добиться трёх свойств:
- Consistency — на всех не отказавших узлах одинаковые (с точки зрения пользователя) данные
- Availability — запросы ко всем не отказавшим узлам возвращают ответ
- Partition tolerance — даже если связь в системе стала нестабильной (вплоть до разделения системы на куски), но узлы работают, то система в целом продолжает работать
Формально мы это не формулировали и не доказывали. Оригинальная формулировка — Brewer's Conjecture (2000), а формализовано в работе Gilbert & Lynch (2004). Там есть много тонкостей с тем, что такое "не отказавший узел", "одинаковые данные", "разрыв связи", "система продолжает работать", "когда система всё-таки окончательно ломается и считается недоступной" и тому подобное.
Для общей эрудиции выглядят неплохо статьи[1][2]
Классификация алгоритмов
А вот алгоритмы, которые удовлетворяют хотя бы двум свойствам, можно нарисовать на диаграмма Венна:
Дальше идут объяснения с лекции, они отличаются в разных источниках (например, где-то 2PC идёт вместе с Paxos в CP, а не в CA[3]), а где-то совпадают с лекцией[4], а где-то считают, что не-partition tolerance не нужно[5].
- Если мы хотим согласованность и доступность, то используем протокол двухфазного коммита: он гарантирует нам согласованное состояние глобально во всей системе и мы всегда можем обслуживать запросы (если только не упал узел с соответствующими данными). Но если потерялась связь (а узлы не упали), то какие-то запросы нельзя обработать, потому что часть данных может быть в одной половине, а часть в другой. Каждый кусок всё ещё будет работать по отдельности, но глобальные транзакции выполнять мы не сможем.
- Иногда нам не так важна согласованность и мы согласны на простую eventual consistency — это когда информация может быть доступна не сразу везде, а только через какое-то время, если система здорова. Сюда идут gossip-протоколы.
- Если мы хотим согласованность и толерантность к разделению, то надо жертвовать доступностью. Например, при помощи Paxos мы можем хранить все данные сразу на всех узлах, но тогда узлы, оказавшиеся в меньшинстве, ничего сделать не могут.
