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谷歌新发布的分布式数据库服务,是要打破CAP定理了吗?

2019年03月17日 13:41来源:未知手机版

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在广域网环境中,通常认为网络分区是不可避免的,分布式系统只能是一个 CP 系统或 AP 系统。为什么 Cloud Spanner 能够实现一个 CA 系统呢?

Eric Brewer 指出 [3, 4] ,严格地说, Cloud Spanner 并非一个 CA 系统,但从实际效果看,“仿佛就是”一个 CA 系统。

首先, Cloud Spanner 确实会发生网络分区,此时它会选择 C 而不保证 A 。因此,理论层面上, Cloud Spanner 实际上是一个 CP 系统。

其次, Cloud Spanner 实际上能够提供 5 个 9 以上的可用性,这对于大多数应用来说,足以视为高可用。

注 2:这个可用性是根据 Google 及已有客户使用 Spanner 服务的实际情况计算的。不能保证所有的应用都能达到这个程度的可用性。

3. 所谓的高可用性,究竟是指什么?

现在的问题是:一个跨区域、跨数据中心的 CP 式分布式系统,高可用的定义是什么?如何保证高可用性?

可用性的定义:确定停用时间区间,观察一段时间内服务的停用情况。如果在某个时间点服务停用,只有当停用时间超过时间区间,才会真正被算为服务停用。如果还没到一个时间区间就已经恢复服务,则不算服务停用。

举个例子,假设停用时间区间是 10 分钟,观察 1000 分钟的服务。共发生 2 次服务停用。第一次,5 分钟后服务恢复;第二次, 12 分钟后服务恢复正常。只有第二次才会被视为发生了服务停用,所有该服务的可用性是 1 - 1/100 = 0.99 。

什么叫高可用?首先,服务实际上具有很高的可用性,用户的应用程序中无需包含专门处理服务停用的代码。像 Google 内部使用的 Spanner 服务,虽然达不到 100% 可用性,但是远超 5 个 9 的可用性。从 Google 和客户实际使用的情况看,可以视为一个高可用的系统。

注 3:Cloud Spanner 与 Spanner 不同,可用性估计会低一些,因此号称是 5 个 9 的可用性。但是计算可用性时,没说停用时间区间是多少。

其次,引发服务故障(包括停用)的原因很多。这里讨论 Cloud Spanner 可用性的前提是客户端工作正常,能够发送请求,因此能够发现服务是否停用。显然,仅考虑这种情况计算得到的服务可用性,比 Spanner 真正的可用性要高很多。

最后,由于 Spanner 采用特殊的网络技术,在实践中,几乎不会发生网络分区。因此,不考虑因为网络分区导致的服务不可用。

总而言之,说 Cloud Spanner 高可用是指:

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