CAP 정리
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CAP 정리에 의하면 시스템은 일관성(Consistency), 가용성(Availablity), 분단 허용성(Partition torlerance) 세 가지 속성중에서, 두 가지만 가질 수 있다는 것이다.
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위의 그림에서 볼 수 있듯이, Consistency, Availablity를 합치면,
CA또는 Consistency와 Partition tolerance를 조합하면AP가 된다. -
이 모든 속성을 다 포함한 시스템은 절대로 존재할 수 없다는 것이 CAP 정리이다.
각 특징의 의미
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일관성(Consistency) : 데이터를 저장하는 장비가 1대 든 100대든 모든 장비에서 동일한 데이터가 저장되어 있어야 한다는 것이다.
ACID원리에서 의미하는 것과 같다. 어떤 데이터베이스 속성에C가 있다면, 트랜잭션 기능 또는 그와 비슷한 매커니즘이 존재한다는 뜻이다. -
가용성(Availablity) : 가용성은 죽지 않은 상태의 모든 서버는 클라이언트에게 항상 정상 처리 응답을 보애주어야 한다는 것을 의미한다. 클라이언트가 읽기, 쓰기 요청을 하면 제대로 읽고 쓰는 작업을 해야한다. 현재 시스템에 문제가 있어서 읽을 수 없다고 보내면 가용성이 보장되지 않는 것을 뜻한다.
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분단 허용성(Partition tolerance) : 분단 허용성은 클러스터가 여러 대 동작하고 있을 때, 해당 클러스터 사이에 접속이 단절되어 서로 통신을 할 수 없는 상황에서도 시스템이 잘 동작해야 한다는 것이다.
관계형 데이터베이스는 CA 시스템이다. 일관성(C)와 가용성(A)를 보장하되, 분단 허용성(P)는 보장하지 않는다
관계형 데이터베이스가 동시에 다량의 서버를 운용하는 클러스터링에 적합하지 않는 이유가 여기에 있다. 만약 10대의 서버중에서 한 서버의 접속이 끊어졌다고 가정을 하면, 분단 허용성을 지원하지 않으므로 이는 수용할 수 있지만 끊어진 서버 때문에 일관성과 가용성이 훼손되므로 아예 1번 부터 10번까지 모든 서버를 중단시켜서 어떤 클라이언트도 서버와 접속할 수 없어야한다. 일반적으로 불가능한 방법이다.
해결책은 간단한데, CA를 포기하면 된다. CA를 포기한다는 뜻이 극단적으로 일관성과 가용성을 포기하는 것이 아닌 1 ~ 100까지의 수치가 있을 때 일관성과 가용성을 100% 지원하던 것에서 수치를 60%로 낮춘다고 생각을 하면 된다.
대부분의 NoSQL 데이터베이스는 CA가 아닌 CP나 AP 시스템이다. 대용량의 분산 시스템을 구축하는데에는 CP보다도 AP가 알맞다. C가 들어가서 강력한 일관성 즉, ACID 트랜잭션을 지원한다고 가정하면 예를 들어 하나의 쓰기 작업을 수행한다고 가정할 때 2대가 정상 응답할 때까지 LOCK이 걸리겠지만 100대라면 너무 긴 시간동안 LOCK이 걸리게 된다.