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concept#Daten#Analytics#Verfügbarkeit#Konsistenz#Datenbank

CAP Theorem

Das CAP-Theorem beschreibt die grundlegenden Einschränkungen von verteilten Datenbanken in Bezug auf Konsistenz, Verfügbarkeit und Partitionstoleranz.

Das CAP-Theorem, formuliert von Eric Brewer, besagt, dass in einem verteilten Datensystem nicht alle drei Eigenschaften – Konsistenz, Verfügbarkeit und Partitionstoleranz – gleichzeitig garantiert werden können.
Etabliert
Mittel

Klassifikation

  • Mittel
  • Technisch
  • Architektur
  • Fortgeschritten

Technischer Kontext

Integration mit bestehenden Systemen.Schnittstellen zu externen Datenquellen.Verbindung zu Cloud-Diensten.

Prinzipien & Ziele

Konsistenz ist nicht immer notwendig.Verfügbarkeit hat Priorität in verteilten Systemen.Partitionstoleranz ist entscheidend für Systemstabilität.
Umsetzung
Domäne, Team

Use Cases & Szenarien

Kompromisse

  • Mögliche Dateninkonsistenzen.
  • Überlastung des Systems bei hoher Verfügbarkeit.
  • Schwierigkeiten bei der Fehlersuche.
  • Regelmäßige Überprüfung der Systemarchitektur.
  • Einsatz von Monitoring-Tools.
  • Dokumentation aller Entscheidungen.

I/O & Ressourcen

  • Anforderungen an das System
  • Architekturentscheidungen
  • Datenmanagement-Strategien
  • Entscheidungen über Konsistenz und Verfügbarkeit
  • Implementierungsrichtlinien
  • Optimierte Systemarchitektur

Beschreibung

Das CAP-Theorem, formuliert von Eric Brewer, besagt, dass in einem verteilten Datensystem nicht alle drei Eigenschaften – Konsistenz, Verfügbarkeit und Partitionstoleranz – gleichzeitig garantiert werden können. Bei einem Netzwerkpartitionierungsereignis muss ein System entweder auf Konsistenz oder auf Verfügbarkeit verzichten. Dies hat weitreichende Auswirkungen auf das Design und die Implementierung von verteilten Systemen.

  • Verbesserte Systemverfügbarkeit.
  • Flexibilität bei der Datenarchitektur.
  • Bessere Fehlertoleranz.

  • Konsistenz kann in bestimmten Szenarien beeinträchtigt werden.
  • Erfordert sorgfältige Planung und Design.
  • Kann zu Komplexität in der Implementierung führen.

  • Systemverfügbarkeit

    Messung der Verfügbarkeit des Systems unter verschiedenen Bedingungen.

  • Datenkonsistenzrate

    Prozentsatz der konsistenten Datenabfragen.

  • Reaktionszeit

    Zeit, die das System benötigt, um auf Anfragen zu reagieren.

Cassandra Datenbank

Cassandra ist eine verteilte NoSQL-Datenbank, die hohe Verfügbarkeit und Partitionstoleranz bietet, jedoch auf Konsistenz verzichtet.

Amazon DynamoDB

DynamoDB ist ein verwalteter NoSQL-Datenbankdienst, der auf hohe Verfügbarkeit und Partitionstoleranz ausgelegt ist.

Google Cloud Spanner

Cloud Spanner bietet globale Konsistenz und hohe Verfügbarkeit, indem es eine Kombination aus verteilten und relationalen Datenbanktechnologien verwendet.

1

Bewertung der Systemanforderungen.

2

Entwicklung einer Architekturstrategie.

3

Implementierung und Test der Lösung.

⚠️ Technische Schulden & Engpässe

  • Veraltete Datenbanktechnologien.
  • Mangelnde Dokumentation von Entscheidungen.
  • Unzureichende Tests und Validierungen.
Netzwerk-LatenzDateninkonsistenzSystemüberlastung
  • Verwendung eines Systems ohne Berücksichtigung der Partitionstoleranz.
  • Fokussierung auf Konsistenz auf Kosten der Verfügbarkeit.
  • Vernachlässigung der Benutzeranforderungen.
  • Annahme, dass Konsistenz immer notwendig ist.
  • Glaube, dass Partitionen nie auftreten.
  • Unterschätzung der Systemkomplexität.
Kenntnisse in verteilten Systemen.Erfahrung in der Datenbankentwicklung.Fähigkeit zur Problemanalyse.
SkalierbarkeitFehlertoleranzLeistung
  • Einhaltung von Datenschutzbestimmungen.
  • Technische Infrastruktur muss vorhanden sein.
  • Ressourcenkapazitäten müssen berücksichtigt werden.