Consenso y replicación
Replicar para tolerar fallos
Guardando varias copias, la caída de un nodo no pierde el dato. La cuestión es mantener las copias consistentes cuando alguien escribe, sobre todo si el que escribe o el que responde falla a medias.
Replicación líder-seguidor
- Un líder recibe escrituras y las propaga a los seguidores.
- Los seguidores responden lecturas o esperan su turno de liderazgo.
- Elegir líder cuando el actual cae es justo el problema del consenso.
Quórum y mayorías
Un sistema con 2f+1 nodos tolera f fallos si cada decisión exige una mayoría de f+1. Las mayorías se solapan, así que dos decisiones contradictorias no pueden prosperar a la vez: es el truco de fondo.
Paxos y Raft
Paxos acuerda un valor mediante propuestas y promesas en rondas. Raft lo reescribe en términos más comprensibles: elección de líder, registro replicado y seguridad, pensado para implementar y entender.
Registro replicado
El corazón del consenso es un log ordenado y copiado idéntico en la mayoría. Si todos ven el mismo registro en el mismo orden, pueden replicar máquinas de estado y acabar en el mismo resultado.
Límites de CAP
Estos protocolos priorizan consistencia sobre disponibilidad ante partición: sin mayoría no hay escritura. Explica por qué un sistema CP rechaza operar cuando la red parte el clúster.
Para qué sirve
Bases distribuidas, asignación de líderes y configuración coherente dependen de consenso. Sin él, dos líderes escriben a la vez y el dato se pudre en copias irreconciliables.
Errores frecuentes
- Creer que replicar es acordar, y despertar con dos líderes escribiendo a la vez.
- Montar clústeres de cuatro nodos que toleran lo mismo que los de tres y cuestan más.
- Permitir escrituras sin mayoría durante una partición y generar historiales irreconciliables.
Ejemplo resuelto: un corte parte el clúster de cinco
La red divide un clúster de cinco nodos en bandos de dos y tres. Lo que ocurre:
- Calcular el quórum: con 2f+1 igual a 5, la mayoría necesaria es tres nodos.
- El bando de tres alcanza mayoría y puede elegir líder y seguir escribiendo.
- El bando de dos no llega a quórum y se niega a escribir, aunque esté vivo.
- Al volver la red, el bando minoritario reconoce el registro del mayoritario.
- Aceptar el cambio de disponibilidad por consistencia: es la elección CP del protocolo.
¿Para qué sirve en la realidad?
Bases distribuidas, candidatos únicos a líder y configuración coherente de un clúster se sostienen sobre consenso. Sin él, una partición produce dos versiones del mismo dato que ya nunca se reconcilian.
En un clúster de 5 nodos con quórum de mayoría, el número máximo de fallos que puede tolerar siguiendo operando es:
La replicación por sí sola garantiza que todos los nodos se pongan de acuerdo tras un fallo.
Consenso
Toca una tarjeta para ver la respuesta.
Ordena los pasos de una escritura consistente con líder y quórum:
Arrastra cada ficha a su categoría (o tócala y luego toca la categoría). También puedes usar el teclado.
RaftVisualización y explicación del algoritmo de consenso Raft, elegido por su claridad.
Une cada pieza del consenso con su papel.
Copiar es fácil, acordar no
- Consenso y replicación
- Replicar
- copias toleran fallos
- copias toleran fallos
- escribir y acordar distinto
- Replicar
- 2f+1 tolera f
- Paxos clásico
- CP ante partición
Animación didáctica de RaftVisualización interactiva del liderazgo y el registro replicado paso a paso.
Un corte de red divide tu clúster de 5 en 2 y 3 nodos. ¿Puede escribir el bando de 2? Razona por quórum y por qué el sistema es CP en ese instante.
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