Comment pouvez-vous vous assurer que les systèmes distribués sont linéarisables ?

2 Pourquoi la linéarisabilité est-elle importante ?

La linéarisabilité est importante car elle simplifie le raisonnement et la programmation des systèmes distribués. Si un système est linéarisable, les clients peuvent le traiter comme s’il s’agissait d’une seule machine qui exécute leurs opérations de manière atomique et en temps réel. Cela signifie que les clients n’ont pas à faire face à des problèmes complexes tels que la concurrence, les conflits ou les données obsolètes. La linéarisabilité permet également l’implémentation d’abstractions de niveau supérieur, telles que les verrous, les transactions ou le consensus, qui reposent sur des opérations atomiques et ordonnées.

3 Comment pouvez-vous assurer la linéarisabilité ?

Assurer la linéarisabilité n’est pas facile, car cela nécessite une coordination et une synchronisation entre les nœuds du système distribué. Une approche consiste à utiliser un protocole de consensus, tel que Paxos ou Raft, qui élit un nœud principal responsable de l’ordre et de l’exécution des opérations auprès des clients. Le nœud principal réplique ensuite les opérations sur les nœuds suiveurs et attend leurs accusés de réception avant de renvoyer les résultats aux clients. De cette façon, le nœud principal agit comme un point unique de sérialisation qui applique la linéarisation. Cependant, cette approche présente certains inconvénients, tels qu’une latence élevée, un faible débit et une vulnérabilité aux défaillances des dirigeants.

Une autre approche consiste à utiliser un protocole basé sur le quorum, tel que Dynamo ou Cassandra, qui permet aux clients de lire et d’écrire des données à partir de n’importe quel nœud du système. Les nœuds propagent ensuite les données à un sous-ensemble d’autres nœuds, appelé quorum, et résolvent les conflits à l’aide d’un horodatage ou d’une horloge vectorielle. De cette façon, le système peut atteindre une disponibilité, une évolutivité et des performances élevées, mais au prix d’un relâchement de la linéarisation. Le système ne peut garantir qu’une cohérence éventuelle, ce qui signifie que les données convergeront vers un état cohérent après un certain temps, mais pas nécessairement en temps réel.

Une troisième approche consiste à utiliser un protocole hybride, tel que Spanner ou CockroachDB, qui combine les avantages des protocoles de consensus et de quorum. Le système est divisé en partitions, ou partitions, de données qui sont répliquées sur plusieurs nœuds. Chaque partition possède un nœud principal qui est élu par un protocole de consensus et qui coordonne les opérations sur la partition. Le système utilise également une horloge globale, ou une horloge logique, qui synchronise les horodatages des opérations sur les partitions. De cette façon, le système peut atteindre la linéarisation au sein et entre les partitions, tout en maintenant une disponibilité et une évolutivité élevées.

4 Voici ce qu’il faut prendre en compte d’autre

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