第六周作业

CAP原则



CAP原则用于描述 分布式 存储 系统

Consisteny(一致性)

一致性是指对于客户端，每次获取到的数据都是最新的。



Availability(可用性)

可用性是指每个请求都可以在合理的时间内给出响应，不保证获取的数据是最新的。



Partition tolerance(分区容错性)

分区容错性是指当出现了网络问题，系统依然可以对外正常提供服务。



CAP组合

在分布式系统中，CAP只能满足其中两个，只能满足AP或者CP。



为什么不能满足CA，在分布式系统中，存在多台机器同时提供服务。既然是多台机器，它们的通讯方式就是依靠网络，每台机器都有网线插在交换机或者路由器上，有很大的概率出现网络问题，所以P是必须的。



AP组合(可用性，分区容错性)

一般满足AP的分布式存储系统，主从复制，如图。



客户端A将X为1的值写入到存储服务器Node01，写入Node01成功后返回成功。这时Node01还没有来得及将数据同步到Node02，客户端B访问了Node02，读取不到X的值，不满足一致性。



当出现网络问题



客户端A，客户端B依然可以访问存储服务器，只是访问到的数据并不是最新的。满足可用性，满足分区容错性。



当出现服务器宕机

当Node01宕机时，Node02依然可以提供服务。满足可用性。



所以在满足可用性和分区容错性时，无法满足一致性。

CP组合(一致性，分区容错性)

如何满足一致性？一般的解决方案是双写、多写。

客户端A写入X值为1，分别向两台服务器写入，两台服务器都写入成功时，写入才算成功。写入成功后，Node01，Node02的节点数据都是最新的。



当出现网络分区或服务器宕机

客户端A写X值为1，写入到Node01成功，写入到Node02失败，Node02因网络分区或宕机时，写入无法成功，系统返回了错误，即失去了可用性。



总结

常见的CP存储系统，Zookeeper(ZAB协议)，Consul(Raft协议)。



基于Multi-Paxos思想实现的一致性算法，通常都是只有系统一半以上节点不可用时，系统才完全不可用，所以并不是选择了CP就一定没有可用性，只是更偏向于一致性。



主从复制的架构也只是偏向可用性，并不是完全失去了一致性，通常一个机房内的数据同步速度是非常快的，主从复制间数据的复制速度也是非常快的。