Replicação de Dados e Teorema CAP

Replicação de Dados

• A replicação cria cópias de dados em diferentes locais, melhorando disponibilidade, tolerância a falhas e desempenho.
• Tipos de replicação:
  • Total: Todas as cópias armazenam todos os dados.
  • Parcial: Apenas fragmentos ou subconjuntos dos dados são replicados.

Consistência vs. Disponibilidade (Teorema CAP)

• O Teorema CAP afirma que em sistemas distribuídos é impossível garantir simultaneamente consistência, disponibilidade e tolerância a partições.
• Consistência (C): Todas as réplicas têm os mesmos dados no mesmo instante.
• Disponibilidade (A): O sistema permanece operacional mesmo com falhas.
• Tolerância a Partições (P): O sistema funciona mesmo com falhas de comunicação entre nós.

Repercussões Práticas (Sistemas CP, AP, CA)

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

Replicação Passiva vs. Ativa

• Replicação Passiva (Primária-Secundária):

  • Uma réplica (primária) processa atualizações.
  • Réplicas secundárias recebem atualizações da primária, aguardando consultas.
  • Vantagens: implementação simples, menor overhead.
  • Desvantagens: Dados inconsistentes nas réplicas secundárias. Ponto único de falha na réplica primária.

• Replicação Ativa (Multi-Master):

  • Todas as réplicas têm o mesmo status e podem processar atualizações.
  • Vantagens: Alta disponibilidade e 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 consultam logs de operações para atualizar.
  • Reconstrução Completa: Réplica falha recebe dados de uma réplica saudável.

• Reconciliação de Conflitos (em replicação ativa):

  • Última Gravação Vence (Last Write Wins): A última atualização prevalece.
  • Resolução Manual: O administrador resolve manualmente os conflitos.
  • Regras de Negócio: Lógicas da aplicação definem qual atualização prevalece.