Replicação de Dados e Teorema CAP

Replicação de Dados

• Replicação cria cópias de dados em locais distintos, melhorando disponibilidade, tolerância a falhas e desempenho.

Tipos de Replicação

• Replicação Total: Todos os nós armazenam uma cópia completa dos dados.
• Replicação Parcial: Apenas parte dos dados é replicada em diferentes nós.

Consistência vs. Disponibilidade (Teorema CAP)

• O Teorema CAP demonstra que em sistemas distribuídos, é impossível garantir ao mesmo tempo:

  • Consistência (C): Todas as réplicas têm os mesmos dados ao mesmo tempo.
  • Disponibilidade (A): O sistema opera mesmo com falhas.
  • Tolerância a Partições (P): O sistema funciona com falhas na comunicação entre nós.

• Sistemas CP: Priorizam consistência e tolerância a partições (ex.: bancos de dados distribuídos fortemente consistentes).

• Sistemas AP: Priorizam disponibilidade e tolerância a partições (ex.: sistemas de replicação eventual).

• Sistemas CA: Priorizam consistência e disponibilidade, mas não toleram falhas de rede (não distribuídos).

Replicação Passiva vs. Ativa

• Replicação Passiva (Primária-Secundária):

  • Uma réplica é primária, processa atualizações.
  • Réplicas secundárias recebem atualizações da primária e respondem a consultas.
  • Vantagens: Implementação simples, menor sobrecarga.
  • Desvantagens: Dados inconsistentes, ponto único de falha na primária.

• Replicação Ativa (Multi-Master):

  • Todas as réplicas são iguais, processando atualizações simultaneamente.
  • Os nós coordenam para garantir consistência e resolver conflitos.
  • Vantagens: Alta disponibilidade, melhor desempenho.
  • Desvantagens: Maior complexidade de coordenação e resolução de conflitos.

Mecanismos de Recuperação e Reconciliação de Réplicas

• Recuperação de Réplicas:

  • Baseada em Logs: Réplicas falhas usam logs para se atualizar.
  • Reconstrução Completa: Uma réplica falha recebe todos os dados de uma réplica saudável.

• Reconciliação de Conflitos:

  • Em replicação ativa, conflitos podem surgir com atualizações simultâneas.
  • Técnicas:
    • Última Gravação Vence (Last Write Wins): A atualização mais recente é usada.
    • Resolução Manual: Administrador resolve conflitos manualmente.
    • Regras de Negócio: Lógicas da aplicação determinam qual atualização prevalece.