सीएपी प्रमेय का स्पष्टीकरण

लेख " कैप-प्रमेय की गलतफहमी " और उस पर टिप्पणी से पता चलता है कि वास्तव में एक गलतफहमी है। और यह न केवल "विभाजन" शब्द की गलत व्याख्या से जुड़ा है, बल्कि अन्य स्तरों पर मानसिक त्रुटियों के साथ भी जुड़ा हुआ है। मैं स्पष्ट करने की कोशिश करूंगा।

conventionalities

शुरू करने के लिए, आइए सार के स्तर पर सहमत हों।
प्रमेय के ढांचे में, यह बताना व्यर्थ है कि "वास्तविक दुनिया" में किसी वितरित प्रणाली के नोड्स के बीच कोई गारंटीशुदा कनेक्शन नहीं हो सकता है। उसी सफलता के साथ, कोई यह कह सकता है कि "उपलब्धता" के रूप में इस तरह की संपत्ति सिद्धांत रूप में अप्राप्य है, क्योंकि कोई भी सिस्टम सुलभ होने के लिए बंद हो जाएगा यदि पर्याप्त संख्या में नोड विफल हो जाते हैं (उदाहरण के लिए, जब उसके सभी नोड विफल हो जाते हैं)।

इसलिए, आइए सहमत हैं कि यह अभी भी एक मॉडल है और इसमें कुछ धारणाएं बनाई गई हैं।
हम मान लेंगे कि एक महत्वपूर्ण संख्या में सिस्टम नोड्स की विफलता की संभावना नगण्य है - इससे हमें यह कहने का अवसर मिलेगा कि उपलब्धता की गारंटी देना अभी भी संभव है।
हम नोड्स की व्यवस्था और उनके बीच संबंध की प्रकृति पर विचार नहीं करेंगे - यह प्रमेय के लिए कोई फर्क नहीं पड़ता।

तकनीकी रूप से, हम एक प्रणाली बना सकते हैं जिसमें नोड्स के बीच संचार के नुकसान की संभावना नोड्स की एक महत्वपूर्ण संख्या की विफलता की संभावना से भी कम होगी (जिसे हम नगण्य मानते हैं)। इसके लिए धन्यवाद, हम कह सकते हैं कि नोड्स (विभाजन की असंभवता) के बीच गारंटीकृत संचार के साथ एक वितरित प्रणाली संभव है ।

यह कैसे प्राप्त करने के लिए वास्तव में महत्वपूर्ण नहीं है। आपको संचार प्रणालियों के एक लाख गुना दोहराव या एक अल्ट्रा-विश्वसनीय ग्रेविटन ट्रांसमीटर के आविष्कार की आवश्यकता हो सकती है, जो कि हमारे किसी न किसी सिलिकॉन शिल्प की तुलना में किसी भी प्रभाव के लिए अधिक प्रतिरोध के परिमाण का एक बादल है। तथ्य यह है कि यह किया जा सकता है अगर कोई वास्तव में चाहता है। कंप्यूटर ऐसे बनाए जाते हैं जिनमें 4 प्रोसेसर एक ही चीज़ को एक-दूसरे को डबल-चेक करने के लिए मानते हैं। उसी देखभाल के साथ, आप संचार की गारंटी के लिए संपर्क कर सकते हैं।

मृत्यु मधुर है

यह समझना महत्वपूर्ण है कि सिस्टम नोड की मृत्यु और इसके साथ संचार का नुकसान समकक्ष नहीं है ।
अंतर सरल है - एक मृत नोड कार्रवाई नहीं कर सकता है कि "अज्ञानता से बाहर" बाकी प्रणाली के संबंध में विनाशकारी हो। आप हमेशा उसके लिए हमेशा के लिए मरने की व्यवस्था कर सकते हैं, या जब वह चेतना प्राप्त करता है, तो वह पहले बाकी व्यवस्थाओं के साथ सहमति बनाता है ताकि वह अनजाने में कुछ भी तोड़ न दे।

जब संबंध टूट जाता है, तो सब कुछ दुखी होता है। एक नोड खुद को मरने की अनुमति नहीं दे सकता है, क्योंकि केवल यह संभव है और यह परिचालन सुनिश्चित करता है (अन्य नोड्स के साथ संचार के बिना यह समझना असंभव है कि अगर कोई और जीवित है)। न ही वह दूसरों के साथ अपने काम को सिंक्रनाइज़ कर सकता है - कोई संबंध नहीं है। यह आपके अपने जोखिम और जोखिम पर आँख बंद करके कार्य करने के लिए रहता है।

गौर कीजिए कि एक ठोस उदाहरण पर क्या हो रहा है।

मान लीजिए कि हमारी प्रणाली में ठीक 2 पूरी तरह से समान नोड्स हैं - ए और बी उनमें से प्रत्येक दूसरे के डेटा की एक प्रति संग्रहीत करता है और स्वतंत्र रूप से बाहर से अनुरोधों को संसाधित कर सकता है। प्रत्येक, अनुरोध को संसाधित करना, परिवर्तनों के दूसरे को सूचित करता है ताकि डेटा सुसंगत रहे।

विकल्प 1: नोड ए की मृत्यु हो जाती है।
सिस्टम काम करना जारी रखता है जैसे कि कुछ भी नहीं हुआ था - बी अनुरोधों को संसाधित करना जारी रखता है। जब A को जीवन में लाया जाता है, तो यह पहले B के साथ सिंक्रनाइज़ हो जाता है और उनमें से दो आगे काम करना जारी रखते हैं। न तो सुलभता और न ही सहानुभूति ग्रस्त है।

विकल्प 2: ए और बी जीवित हैं, लेकिन उनके बीच संबंध टूट गया है।
इसी समय, उनमें से प्रत्येक बाहर से अनुरोध स्वीकार करना जारी रखता है, लेकिन परिवर्तनों के दूसरे को सूचित नहीं कर सकता है। प्रत्येक नोड के लिए, ऐसा लगता है कि दूसरा नोड मृत है और यह अकेले कार्य करता है। इस स्थिति को अक्सर "विभाजित-मस्तिष्क" कहा जाता है - मस्तिष्क को दो गोलार्धों में विभाजित किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक खुद को स्थिति का एकमात्र मालिक मानता है। सिस्टम को सिज़ोफ्रेनिया हो गया।

यदि उस समय एक निश्चित रिकॉर्ड R को हटाने के लिए A पर अनुरोध किया गया था, और B पर एक ही रिकॉर्ड को संशोधित करने के लिए अनुरोध किया गया था, तो डेटा असंगत हो गया। जब ए और बी के बीच संबंध बहाल हो जाता है, तो सिंक्रनाइज़ेशन के दौरान एक संघर्ष उत्पन्न होगा - आर हटाएं या संशोधित संस्करण छोड़ दें? यहां आप विभिन्न संघर्ष समाधान रणनीतियों के साथ बाहर निकल सकते हैं, लेकिन हमने पहले ही निरंतरता खो दी है ।

समस्या को हल करने का एक वैकल्पिक तरीका - ए और बी, यह देखते हुए कि वे एक-दूसरे से संपर्क खो चुके हैं, प्रसंस्करण अनुरोधों को रोकें। इस मामले में, संगतता का उल्लंघन नहीं किया जाएगा, लेकिन उपलब्धता खो जाएगी।

वास्तविकता के करीब

बेशक, बिल्कुल दो नोड्स के सिस्टम आम नहीं हैं। लेकिन यह सच है अगर हम मान लेते हैं कि ए और बी दो अलग-अलग नोड नहीं हैं, लेकिन नोड्स के दो सेट हैं। उसी समय, हम मानते हैं कि A और B के भीतर किन्हीं दो नोड्स के बीच संचार संभव है, लेकिन A से नोड्स बी से नोड्स के साथ बातचीत नहीं कर सकते हैं। इसके अलावा, दोनों सेटों को बाहर से अनुरोध प्राप्त करना और संसाधित करना जारी है।

वास्तव में, यह एक विशिष्ट स्थिति का वर्णन है जब दो डेटा केंद्रों के बीच कनेक्शन बाधित हो गया था। स्प्लिट-ब्रेन मज़बूती से इस तरह के एक साधारण मामले में भी सिस्टम को सिज़ोफ्रेनिया प्रदान करता है। यदि कई विभाजन या विभिन्न समूहों में अपूर्ण डेटा सेट उपलब्ध हैं, तो सब कुछ और भी बदतर हो सकता है।

प्रमेय की ओर लौटते हुए

प्रमेय बताता है कि CA केवल नोड्स के बीच संचार विफलता के प्रतिरोध के नुकसान से प्राप्त किया जाता है । व्यवहार में, इसका मतलब है कि सीए सिस्टम उन मामलों में सही तरीके से उपयोग किया जाता है जहां हम संचार हानि की संभावना को नगण्य मानते हैं।

हम किन तरीकों से इसे हासिल करते हैं - प्रमेय की परवाह नहीं करते। यह दिखाने के लिए "वास्तविक दुनिया" पर कॉल करने की आवश्यकता नहीं है कि कुछ के साथ दोस्तों को पकड़ नहीं रहा है। प्रमेय मॉडल के ढांचे के भीतर मौजूद है। जैसा कि यह अब सच है, यह कल के बाद का दिन भी होगा, जब आखिरकार ग्रेविटन ट्रांसमीटर का आविष्कार किया जाता है।

लेकिन ग्रेविटन ट्रांसमीटर के बिना भी चीजें इतनी बुरी नहीं हैं। डेटा सेंटरों के बीच संचार का नुकसान इतना आम नहीं है। एक डेटा सेंटर के भीतर - यहां तक ​​कि अक्सर कम। हां, यदि विभाजन उत्पन्न होता है, तो आपको संघर्षों को हल करना होगा। शायद हाथ से भी, हालांकि कार्यों की एक बड़ी संख्या कई संघर्षों को स्वचालित रूप से हल कर सकती है। लेकिन, शायद, एक सीए-सिस्टम की प्रसन्नता हमें बहुत अधिक आकर्षित करेगी क्योंकि यह एक अप्रत्याशित विभाजन के मामले में अपने हाथों से कुछ मरम्मत करने की आवश्यकता को दूर कर देगा। इस मामले में, हम शुद्ध दिल के साथ समस्याओं की संभावना को नगण्य मानेंगे, जो भविष्य की सुपर प्रौद्योगिकियों पर भी भरोसा किए बिना।

ठीक है, अगर आपकी परियोजना में आपको लगता है कि विभाजन की संभावना काफी अधिक है, तो आप इस तरह से प्रमेय का सुधार कर सकते हैं: जब विभाजन होता है, तो यह केवल चुनने के लिए रहता है - ए या सी।

गीतात्मक विषयांतर

विभिन्न विशेष मामलों में सीएपी-प्रमेय को कम करने की तकनीकें हैं। एक व्यक्ति को पूरी तरह से काम करने वाली प्रणाली की आवश्यकता नहीं है। यह अक्सर पर्याप्त होता है कि यह पर्याप्त रूप से अच्छी तरह से काम करता है, कम से कम ज्यादातर मामलों में।

इन तकनीकों में एक भयानक बात होने के बाद अखंडता को स्वचालित रूप से बहाल करने के प्रयास शामिल हैं, और उपलब्धता की पूरी अस्वीकृति में फिसल नहीं करते हुए अखंडता के नुकसान को रोकने का प्रयास किया जाता है।

सबसे सरल उदाहरण: प्रत्येक नोड स्वचालित रूप से बाहर से प्रसंस्करण अनुरोधों को रोक देता है अगर यह आधे से कम शेष नोड्स देखता है। यह सुनिश्चित करता है कि अगर सिस्टम को दो असमान भागों में विभाजित किया जाता है, तो उनमें से एक काम करना जारी रखेगा, और दूसरा स्वचालित रूप से हारा-गिरी करेगा ताकि कुछ भी बेवकूफी न करें।

एक और बात यह है कि, आधी शक्ति के साथ शेष सिस्टम पूरी तरह से लोड में आने की संभावना है। लेकिन एक और चाल लागू की जा सकती है - अलगाव में बने रहने वाले नोड्स संघर्ष पैदा किए बिना पढ़ने पर काम करना जारी रख सकते हैं। गहन रीडिंग वाले सिस्टम के लिए, यह काफी उचित कदम है। सच है, दिए गए डेटा हमेशा प्रासंगिक नहीं होंगे, लेकिन अक्सर यह कुछ भी नहीं से बेहतर है। हालांकि, जब कई भागों में विभाजित किया जाता है, तो उनमें से कोई भी लिखने के अनुरोध को संसाधित करने में सक्षम नहीं होगा। यद्यपि आप कुछ और चालाक के साथ आ सकते हैं ...

कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप कैसे चकमा देते हैं, आप कैप प्रमेय के आसपास नहीं पहुंच सकते। लेकिन ज्यादातर परियोजनाओं में, समस्या परिदृश्यों की संभावना को कम करने के लिए बाहर निकलने का रास्ता खोजने की बहुत गुंजाइश है।

PS javaspecialist , इस लेख को लिखने के कारण के लिए धन्यवाद।