Теорема CAP — это фундаментальная концепция в распределенных базах данных, которая обеспечивает основу для понимания компромиссов между различными свойствами системы. Теорема, сформулированная ученым-компьютерщиком Эриком Брюэром в 2000 году, гласит, что распределенная система баз данных может достичь максимум двух из следующих трех свойств: согласованности, доступности и устойчивости к разделению. Давайте рассмотрим каждый из этих аспектов более подробно и поймем, как они применяются к современным распределенным системам.
1. Что такое теорема CAP? теоремы CAP в
Теорема CAP утверждает, что любая распределенная система баз данных может гарантировать одновременно только два из следующих трех свойств:
- Согласованность : каждый запрос на чтение в системе вернет самую последнюю запись или ошибку. По сути, все узлы в системе имеют одни и те же данные в любой момент времени.
- Доступность : Каждый запрос (чтение или запись) получит ответ, даже если некоторые узлы недоступны. Система всегда доступна, но может не возвращать последние данные.
- Устойчивость к разделению : система продолжает правильно функционировать даже при наличии разделения сети, Библиотека телефонных номеров когда узлы больше не могут взаимодействовать друг с другом.
Проще говоря, теорема CAP утверждает, что невозможно иметь распределенную систему баз данных, которая гарантирует согласованность, доступность и устойчивость к разделам одновременно. Необходимо найти компромисс между хотя бы одним из этих свойств.
2. Три свойства теоремы CAP теоремы CAP в
Последовательность
В контексте распределенных баз данных согласованность означает, что каждая операция чтения будет возвращать последние данные, независимо от того, какой сервер или узел в системе запрашивается. Это гарантирует,распределенных базах данных что независимо от того, откуда вы получаете доступ к данным, Список контактов для рекламы в telegram: мощный инструмент маркетинга вы всегда увидите самую последнюю версию. Однако достижение согласованности может задержать доступность, поскольку системе может потребоваться убедиться, что все узлы синхронизированы, прежде чем отвечать на запросы.
Доступность
Доступность гарантирует, что каждый запрос (чтение или запись) получит ответ, даже если некоторые части системы не работают. Доступная система не оставляет запросы висеть бесконечно, но она может пожертвовать распределенных базах данных согласованностью ради поддержания бесперебойной работы. В таких системах запрос на чтение может возвращать устаревшие данные, если система не может обеспечить синхронизацию между узлами.
Допуск на разделение
Устойчивость к разделам — это способность системы продолжать правильно функционировать, даже если некоторые узлы не могут взаимодействовать с другими из-за сетевых сбоев. Это имеет решающее значение для реальных распределенных систем, где сетевые проблемы неизбежны. Устойчивая к разделам система гарантирует, что база данных продолжает обрабатывать запросы даже во время сетевых разделов, но ей, возможно, придется пойти на компромиссы в отношении согласованности или доступности.
3. Теорема CAP и компромиссы в реальных системах
Реальное применение теоремы CAP наблюдается в различных базах данных и системах, таких как NoSQL, реляционные базы данных и распределенные файловые системы. Различные системы делают разные компромиссы в зависимости от требований приложения.
- Системы CP (Consistency + Partition Tolerance) : в системах, где приоритетом является согласованность, например, в финансовых приложениях, база данных гарантирует, что все узлы имеют ej Лидирует одинаковые данные, но это может привести к некоторым проблемам с доступностью при возникновении сетевых разделов. Примерами систем CP являются HBase и MongoDB в определенных конфигурациях.
- Системы AP (доступность + устойчивость к разделению) : в системах, которые отдают приоритет доступности, например, в социальных сетях или приложениях для обмена сообщениями, база данных гарантирует, теоремы CAP в что система останется доступной даже во время сетевых проблем, хотя данные не всегда могут быть самыми актуальными. Cassandra и Couchbase являются примерами систем AP.
- CA Systems (Consistency + Availability) : Хотя это и редкость, существуют некоторые системы, которые фокусируются как на consistency, так и на accessibility. Однако эти системы обычно жертвуют устойчивостью к разделам.
- теоремы CAP в что означает, что они могут стать непригодными для использования в случае возникновения сетевого раздела. Традиционные реляционные базы данных (например, MySQL в определенных конфигурациях) попадают в эту категорию.