CAP 정리

위키백과사전에서 찾아보면 다음과 같은 내용으로 나온다.

CAP 정리, 또는 브루어의 정리(Brewer -)는, 다음과 같은 세 가지 조건을 모두 만족하는 분산 컴퓨터 시스템이 존재하지 않음을 증명한 정리이다.

• 일관성(Consistency): 모든 노드가 같은 순간에 같은 데이터를 볼 수 있다.
• 가용성(Availability): 모든 요청이 성공 또는 실패 결과를 반환할 수 있다.
• 분할내성(Partition tolerance): 메시지 전달이 실패하거나 시스템 일부가 망가져도 시스템이 계속 동작할 수 있다.

 

 

RDBMS로는 더이상 처리하기 힘든 대용량의 데이터를 어떻게 처리해야 하는가에 대해서 Hadoop 공부도 하고 NoSQL공부도 하던차에 찾은 자료이다.

과거 DBMS에서 이야기했던 ACID의 기본개념은 모두가 잘 알고 있다.

Atomic(원자성)

Consistent(일관성)

Isolated(고립성)

Durable(영속성)

 

그런데 QCon에서 구글에서 다음과 같은 의미가 될수도 있다고 발표했다.

Associative(결합) : 결합법칙이 적용되어야 한다. A+B+C = (A+B)+C = A+(B+C)

Commutative(교환) : 교환법칙이 적용되어야 한다.

Idempotent(멱등성) : 반복작업을 해도 결과는 변화하지 않아야 한다.

Distributed

 

이러한 내용은 클라우드 환경을 의미하는데, 이에 대한 또 다른 개념으로 BASE트랜잭션에 대한 소개가 있다.

Eric Brewer(UC Berkeley 교수)는 ACID와 대조적으로 가용성과 성능을 중시하는 특성을 가진 분산 시스템의 특성을 'BASE'라는 용어로 표현했다.

 

Basically Available
분산 시스템이기 때문에 항상 가용성을 중시한다. 반대로 말하면, 클라우드에서 분산되어있는 것은 필수이다.
클라우드의 Basically Availability의 실현은 친숙한 것들은 Optimistic Locking 및 큐 등이 있다. 

Soft-State
Soft-State는 '노드의 상태는 내부에 포함된 정보에 의해 결정되는 것이 아니라 외부에서 전송된 정보를 통해 결정된다는 상태의 사고 방식'이다.
중요한 것은 외부에서 보내진 정보에 의해 결정된다는 것이다. 즉, 떨어진 노드 간의 데이터 업데이트는 데이터가 노드에 도달한 시점에서 갱신된다. 
밖에서 받은 정보로 상태를 업데이트하므로 Soft-State하다고 생각한다는 사상이다.

Eventually Consistent
하지만 Soft-State 예제에서, 데이터를 해당 노드에 도달할 때까지는 데이터에 일관성이 없는 상태이다. 
그러나 데이터가 도착하기만 하면 또한 무결성을 보장 수 있으므로, 그 상황은 일시적이다. 그래서 일정 시간이 지나면, 다시 Consistency를 충족시킬 것이다. 
이것을 Eventually Consistent한다.
시스템상에서 일시적으로 Consistent하지 않은 상태가 되어도 일정 시간 후에는 Consistent 상태가 되는 성질을 우리는 Eventually Consistency한다.

 

참조

http://eincs.com/2013/07/misleading-and-truth-of-cap-theorem/

http://www.cs.berkeley.edu/~brewer/cs262b-2004/PODC-keynote.pdf

 

 

NoSQL은 분산데이터베이스로 CAP중 P에 집중하는 것이며, RDBMS의 기본사상에는 P가 빠져있다라고 보는 것이었다.

(2016-05-09 추가) 그러나 CAP이론으로는 설명이 부족한 부분도 있고, 한국 Wiki에서는 P에 대한 개념이 잘못되어 있는 부분이 있다. P는 C,A와는 약간 다르게 네트워크에 대한 속성이기 때문에 어느정도의 지연은 감내할 수 밖에 없다.

간단히 보자면 NoSQL역시 네트워크 장애상황에서는 C와 A중 많아도 하나밖에 선택할 수 없다.

결국 정상상황에 대한 분산시스템 동작을 설명할 수 없고, PACELC을 살펴보면 보완이 된다.

이 부분에 대해서는 추후 정리해야겠다!