తెలుగు

వికేంద్రీకృత డేటాబేస్‌లలోని కన్సిస్టెన్సీ మోడల్‌లపై ఒక లోతైన విశ్లేషణ, వాటి ప్రాముఖ్యత, లాభనష్టాలు మరియు గ్లోబల్ అప్లికేషన్ అభివృద్ధిపై వాటి ప్రభావాన్ని అన్వేషించడం.

వికేంద్రీకృత డేటాబేస్‌లు: గ్లోబల్ అప్లికేషన్‌ల కోసం కన్సిస్టెన్సీ మోడల్‌లను అర్థం చేసుకోవడం

నేటి అనుసంధానిత ప్రపంచంలో, అప్లికేషన్‌లు తరచుగా భౌగోళిక సరిహద్దుల అంతటా వినియోగదారులకు సేవ చేయవలసి ఉంటుంది. దీనికి వికేంద్రీకృత డేటాబేస్‌ల వాడకం అవసరం – అంటే డేటా బహుళ భౌతిక ప్రదేశాలలో విస్తరించి ఉన్న డేటాబేస్‌లు. అయితే, డేటాను పంపిణీ చేయడం వలన ముఖ్యంగా డేటా కన్సిస్టెన్సీని నిర్వహించడం విషయంలో గణనీయమైన సవాళ్లను ఎదుర్కోవలసి వస్తుంది. ఈ బ్లాగ్ పోస్ట్ వికేంద్రీకృత డేటాబేస్‌లలో కీలకమైన కన్సిస్టెన్సీ మోడల్స్ అనే భావనను లోతుగా పరిశీలిస్తుంది, వాటి లాభనష్టాలు మరియు పటిష్టమైన మరియు స్కేలబుల్ గ్లోబల్ అప్లికేషన్‌లను రూపొందించడంలో వాటి చిక్కులను అన్వేషిస్తుంది.

వికేంద్రీకృత డేటాబేస్‌లు అంటే ఏమిటి?

వికేంద్రీకృత డేటాబేస్ అనేది ఒక డేటాబేస్, దీనిలో స్టోరేజ్ పరికరాలు అన్నీ CPU వంటి ఒక సాధారణ ప్రాసెసింగ్ యూనిట్‌కు జత చేయబడవు. ఇది ఒకే భౌతిక ప్రదేశంలో ఉన్న బహుళ కంప్యూటర్‌లలో నిల్వ చేయబడవచ్చు; లేదా అనుసంధానించబడిన కంప్యూటర్‌ల నెట్‌వర్క్‌లో వ్యాపించి ఉండవచ్చు. సమాంతర వ్యవస్థల వలే కాకుండా, దీనిలో ప్రాసెసింగ్ గట్టిగా ముడిపడి ఉండి ఒకే డేటాబేస్ సిస్టమ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, వికేంద్రీకృత డేటాబేస్ సిస్టమ్‌లో భౌతిక భాగాలను పంచుకోని సైట్‌లు వదులుగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.

వికేంద్రీకృత డేటాబేస్‌ల యొక్క ముఖ్య లక్షణాలు:

కన్సిస్టెన్సీ యొక్క ప్రాముఖ్యత

కన్సిస్టెన్సీ అంటే వినియోగదారులందరూ ఒకే సమయంలో డేటా యొక్క ఒకే వీక్షణను చూస్తారని హామీ ఇవ్వడం. కేంద్రీకృత డేటాబేస్‌లో కన్సిస్టెన్సీని సాధించడం చాలా సులభం. అయితే, వికేంద్రీకృత వాతావరణంలో, నెట్‌వర్క్ లాటెన్సీ, ఏకకాల అప్‌డేట్‌ల సంభావ్యత మరియు నోడ్ వైఫల్యాల అవకాశం కారణంగా కన్సిస్టెన్సీని నిర్ధారించడం గణనీయంగా క్లిష్టంగా మారుతుంది.

యూరప్ మరియు ఉత్తర అమెరికా రెండింటిలోనూ సర్వర్‌లతో ఒక ఇ-కామర్స్ అప్లికేషన్‌ను ఊహించుకోండి. యూరప్‌లోని ఒక వినియోగదారుడు వారి షిప్పింగ్ చిరునామాను అప్‌డేట్ చేస్తారు. ఉత్తర అమెరికా సర్వర్ ఈ అప్‌డేట్‌ను త్వరగా స్వీకరించకపోతే, వారు పాత చిరునామాను చూడవచ్చు, ఇది సంభావ్య షిప్పింగ్ లోపానికి మరియు పేలవమైన వినియోగదారు అనుభవానికి దారితీస్తుంది. ఇక్కడే కన్సిస్టెన్సీ మోడల్‌లు అమలులోకి వస్తాయి.

కన్సిస్టెన్సీ మోడల్‌లను అర్థం చేసుకోవడం

ఒక కన్సిస్టెన్సీ మోడల్ డేటా అప్‌డేట్‌ల క్రమం మరియు దృశ్యమానతకు సంబంధించి వికేంద్రీకృత డేటాబేస్ అందించే హామీలను నిర్వచిస్తుంది. వివిధ మోడల్‌లు వివిధ స్థాయిల కన్సిస్టెన్సీని అందిస్తాయి, ప్రతి దానికీ కన్సిస్టెన్సీ, లభ్యత మరియు పనితీరు మధ్య దాని స్వంత లాభనష్టాలు ఉంటాయి. డేటా సమగ్రత మరియు అప్లికేషన్ సవ్యతను నిర్ధారించడానికి సరైన కన్సిస్టెన్సీ మోడల్‌ను ఎంచుకోవడం చాలా ముఖ్యం.

ACID లక్షణాలు: సాంప్రదాయ డేటాబేస్‌ల పునాది

సాంప్రదాయ రిలేషనల్ డేటాబేస్‌లు సాధారణంగా ACID లక్షణాలకు కట్టుబడి ఉంటాయి:

ACID లక్షణాలు బలమైన హామీలను అందించినప్పటికీ, అవి అధికంగా వికేంద్రీకరించబడిన వ్యవస్థలలో అమలు చేయడం సవాలుగా ఉంటుంది, తరచుగా పనితీరు అడ్డంకులు మరియు తగ్గిన లభ్యతకు దారితీస్తుంది. ఇది ఈ పరిమితులలో కొన్నింటిని సడలించే ప్రత్యామ్నాయ కన్సిస్టెన్సీ మోడల్‌ల అభివృద్ధికి దారితీసింది.

సాధారణ కన్సిస్టెన్సీ మోడల్స్

వికేంద్రీకృత డేటాబేస్‌లలో ఉపయోగించే కొన్ని సాధారణ కన్సిస్టెన్సీ మోడల్స్, వాటి ముఖ్య లక్షణాలు మరియు లాభనష్టాలతో పాటు ఇక్కడ ఒక అవలోకనం ఉంది:

1. స్ట్రాంగ్ కన్సిస్టెన్సీ (ఉదా., లీనియరైజబిలిటీ, సీరియలైజబిలిటీ)

వివరణ: స్ట్రాంగ్ కన్సిస్టెన్సీ వినియోగదారులందరూ అన్ని సమయాలలో డేటా యొక్క అత్యంత నూతనమైన సంస్కరణను చూస్తారని హామీ ఇస్తుంది. డేటా బహుళ నోడ్‌లలో వికేంద్రీకరించబడినప్పటికీ, డేటా యొక్క ఒకే కాపీ ఉన్నట్లుగా ఇది ఉంటుంది.

లక్షణాలు:

ఉదాహరణ: గ్లోబల్ బ్యాంకింగ్ వ్యవస్థను ఊహించుకోండి. ఒక వినియోగదారుడు డబ్బు బదిలీ చేసినప్పుడు, డబుల్-స్పెండింగ్‌ను నివారించడానికి బ్యాలెన్స్ వెంటనే అన్ని సర్వర్‌లలో అప్‌డేట్ చేయాలి. ఈ సందర్భంలో స్ట్రాంగ్ కన్సిస్టెన్సీ చాలా ముఖ్యం.

అమలు పద్ధతులు: టూ-ఫేజ్ కమిట్ (2PC), పాక్సోస్, రాఫ్ట్.

2. ఎవెంచువల్ కన్సిస్టెన్సీ

వివరణ: ఎవెంచువల్ కన్సిస్టెన్సీ, ఒక నిర్దిష్ట డేటా ఐటెమ్‌కు కొత్త అప్‌డేట్‌లు చేయకపోతే, చివరికి ఆ ఐటెమ్‌కు సంబంధించిన అన్ని యాక్సెస్‌లు చివరిగా అప్‌డేట్ చేయబడిన విలువను తిరిగి ఇస్తాయని హామీ ఇస్తుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, డేటా చివరికి అన్ని నోడ్‌లలో స్థిరంగా మారుతుంది.

లక్షణాలు:

ఉదాహరణ: సోషల్ మీడియా ప్లాట్‌ఫారమ్‌లు తరచుగా లైక్‌లు మరియు కామెంట్‌ల వంటి ఫీచర్‌ల కోసం ఎవెంచువల్ కన్సిస్టెన్సీని ఉపయోగిస్తాయి. ఒక ఫోటోపై పోస్ట్ చేసిన లైక్ వెంటనే వినియోగదారులందరికీ కనిపించకపోవచ్చు, కానీ అది చివరికి అన్ని సర్వర్‌లకు వ్యాపిస్తుంది.

అమలు పద్ధతులు: గాసిప్ ప్రోటోకాల్, విభేద పరిష్కార వ్యూహాలు (ఉదా., లాస్ట్ రైట్ విన్స్).

3. కాసల్ కన్సిస్టెన్సీ

వివరణ: కాసల్ కన్సిస్టెన్సీ, ఒక ప్రాసెస్ మరొక ప్రాసెస్‌కు ఒక డేటా ఐటెమ్‌ను అప్‌డేట్ చేసినట్లు తెలియజేస్తే, రెండవ ప్రాసెస్ యొక్క తదుపరి యాక్సెస్‌లు ఆ అప్‌డేట్‌ను ప్రతిబింబిస్తాయని హామీ ఇస్తుంది. అయితే, కారణ సంబంధం లేని అప్‌డేట్‌లు వేర్వేరు ప్రాసెస్‌ల ద్వారా వేర్వేరు క్రమాలలో చూడబడవచ్చు.

లక్షణాలు:

ఉదాహరణ: సహకార డాక్యుమెంట్ ఎడిటింగ్ అప్లికేషన్‌ను పరిగణించండి. యూజర్ A ఒక మార్పు చేసి, దాని గురించి యూజర్ B కి చెబితే, యూజర్ B యూజర్ A యొక్క మార్పును చూడాలి. అయితే, ఇతర యూజర్ల చేసిన మార్పులు వెంటనే కనిపించకపోవచ్చు.

4. రీడ్-యువర్-రైట్స్ కన్సిస్టెన్సీ

వివరణ: రీడ్-యువర్-రైట్స్ కన్సిస్టెన్సీ, ఒక వినియోగదారుడు ఒక విలువను రాస్తే, అదే వినియోగదారుడు చేసే తదుపరి రీడ్‌లు ఎల్లప్పుడూ అప్‌డేట్ చేయబడిన విలువను తిరిగి ఇస్తాయని హామీ ఇస్తుంది.

లక్షణాలు:

ఉదాహరణ: ఒక ఆన్‌లైన్ షాపింగ్ కార్ట్. ఒక వినియోగదారుడు వారి కార్ట్‌కు ఒక వస్తువును జోడిస్తే, తదుపరి పేజీ వీక్షణలలో వారు వెంటనే తమ కార్ట్‌లో ఆ వస్తువును చూడాలి.

5. సెషన్ కన్సిస్టెన్సీ

వివరణ: సెషన్ కన్సిస్టెన్సీ, ఒక వినియోగదారుడు ఒక డేటా ఐటెమ్ యొక్క నిర్దిష్ట సంస్కరణను చదివిన తర్వాత, అదే సెషన్‌లో తదుపరి రీడ్‌లు ఆ ఐటెమ్ యొక్క పాత సంస్కరణను ఎప్పటికీ తిరిగి ఇవ్వవని హామీ ఇస్తుంది. ఇది రీడ్-యువర్-రైట్స్ కన్సిస్టెన్సీ యొక్క బలమైన రూపం, ఇది హామీని మొత్తం సెషన్‌కు విస్తరిస్తుంది.

లక్షణాలు:

ఉదాహరణ: ఒక కస్టమర్ సర్వీస్ అప్లికేషన్. ఒక కస్టమర్ ఒక సెషన్‌లో వారి సంప్రదింపు సమాచారాన్ని అప్‌డేట్ చేస్తే, కస్టమర్ సర్వీస్ ప్రతినిధి అదే సెషన్‌లో తదుపరి సంభాషణలలో అప్‌డేట్ చేయబడిన సమాచారాన్ని చూడాలి.

6. మోనోటానిక్ రీడ్స్ కన్సిస్టెన్సీ

వివరణ: మోనోటానిక్ రీడ్స్ కన్సిస్టెన్సీ, ఒక వినియోగదారుడు ఒక డేటా ఐటెమ్ యొక్క నిర్దిష్ట సంస్కరణను చదివితే, తదుపరి రీడ్‌లు ఆ ఐటెమ్ యొక్క పాత సంస్కరణను ఎప్పటికీ తిరిగి ఇవ్వవని హామీ ఇస్తుంది. ఇది వినియోగదారులు ఎల్లప్పుడూ డేటాను కాలక్రమేణా ముందుకు సాగుతున్నట్లు చూస్తారని నిర్ధారిస్తుంది.

లక్షణాలు:

ఉదాహరణ: ఒక ఫైనాన్షియల్ ఆడిటింగ్ సిస్టమ్. ఆడిటర్లు లావాదేవీల యొక్క స్థిరమైన చరిత్రను చూడాలి, ఏ లావాదేవీలు అదృశ్యం కావడం లేదా తిరిగి క్రమబద్ధీకరించబడటం జరగకూడదు.

CAP సిద్ధాంతం: లాభనష్టాలను అర్థం చేసుకోవడం

CAP సిద్ధాంతం అనేది వికేంద్రీకృత వ్యవస్థలలో ఒక ప్రాథమిక సూత్రం, ఇది ఒక వికేంద్రీకృత వ్యవస్థ కింది మూడు లక్షణాలను ఏకకాలంలో హామీ ఇవ్వడం అసాధ్యమని పేర్కొంటుంది:

CAP సిద్ధాంతం ప్రకారం, వికేంద్రీకృత డేటాబేస్‌ను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు, నెట్‌వర్క్ విభజనల సమక్షంలో మీరు కన్సిస్టెన్సీ మరియు లభ్యత మధ్య ఎంచుకోవాలి. మీరు కన్సిస్టెన్సీ (CP సిస్టమ్) లేదా లభ్యత (AP సిస్టమ్) కు ప్రాధాన్యత ఇవ్వవచ్చు. అనేక వ్యవస్థలు నెట్‌వర్క్ విభజనల సమయంలో లభ్యతను నిర్వహించడానికి ఎవెంచువల్ కన్సిస్టెన్సీని ఎంచుకుంటాయి.

BASE: స్కేలబుల్ అప్లికేషన్‌ల కోసం ACIDకి ప్రత్యామ్నాయం

ACIDకి భిన్నంగా, BASE అనేది NoSQL డేటాబేస్‌లు మరియు ఎవెంచువల్ కన్సిస్టెన్సీతో తరచుగా అనుబంధించబడిన లక్షణాల సమితి:

సోషల్ మీడియా, ఇ-కామర్స్ మరియు కంటెంట్ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్‌ల వంటి కఠినమైన కన్సిస్టెన్సీ కంటే అధిక లభ్యత మరియు స్కేలబిలిటీ ముఖ్యమైన అప్లికేషన్‌ల కోసం BASE తరచుగా ప్రాధాన్యతనిస్తుంది.

సరైన కన్సిస్టెన్సీ మోడల్‌ను ఎంచుకోవడం: పరిగణించవలసిన అంశాలు

మీ వికేంద్రీకృత డేటాబేస్ కోసం తగిన కన్సిస్టెన్సీ మోడల్‌ను ఎంచుకోవడం అనేక అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది, వాటిలో:

ఈ అంశాలను జాగ్రత్తగా మూల్యాంకనం చేయడం మరియు మీ అప్లికేషన్ యొక్క నిర్దిష్ట అవసరాలను తీర్చడానికి కన్సిస్టెన్సీ, లభ్యత మరియు పనితీరును సమతుల్యం చేసే కన్సిస్టెన్సీ మోడల్‌ను ఎంచుకోవడం ముఖ్యం.

వాడుకలో ఉన్న కన్సిస్టెన్సీ మోడల్‌ల ఆచరణాత్మక ఉదాహరణలు

వివిధ కన్సిస్టెన్సీ మోడల్‌లు వాస్తవ-ప్రపంచ అప్లికేషన్‌లలో ఎలా ఉపయోగించబడుతున్నాయో ఇక్కడ కొన్ని ఉదాహరణలు ఉన్నాయి:

వికేంద్రీకృత డేటాబేస్‌లలో డేటా కన్సిస్టెన్సీని నిర్వహించడానికి ఉత్తమ పద్ధతులు

వికేంద్రీకృత డేటాబేస్‌లలో డేటా కన్సిస్టెన్సీని నిర్వహించడానికి ఇక్కడ కొన్ని ఉత్తమ పద్ధతులు ఉన్నాయి:

ముగింపు

కన్సిస్టెన్సీ మోడల్స్ వికేంద్రీకృత డేటాబేస్ డిజైన్ యొక్క ప్రాథమిక అంశం. వివిధ మోడల్స్ మరియు వాటి లాభనష్టాలను అర్థం చేసుకోవడం పటిష్టమైన మరియు స్కేలబుల్ గ్లోబల్ అప్లికేషన్‌లను రూపొందించడానికి చాలా ముఖ్యం. మీ అప్లికేషన్ యొక్క అవసరాలను జాగ్రత్తగా పరిగణించి మరియు సరైన కన్సిస్టెన్సీ మోడల్‌ను ఎంచుకోవడం ద్వారా, మీరు డేటా సమగ్రతను నిర్ధారించవచ్చు మరియు వికేంద్రీకృత వాతావరణంలో కూడా స్థిరమైన వినియోగదారు అనుభవాన్ని అందించవచ్చు.

వికేంద్రీకృత వ్యవస్థలు అభివృద్ధి చెందుతూ ఉండటంతో, కొత్త కన్సిస్టెన్సీ మోడల్స్ మరియు పద్ధతులు నిరంతరం అభివృద్ధి చేయబడుతున్నాయి. ఈ రంగంలోని తాజా పురోగతులతో తాజాగా ఉండటం వికేంద్రీకృత డేటాబేస్‌లతో పనిచేసే ఏ డెవలపర్‌కైనా అవసరం. వికేంద్రీకృత డేటాబేస్‌ల భవిష్యత్తు నిజంగా అవసరమైన చోట స్ట్రాంగ్ కన్సిస్టెన్సీ మధ్య సమతుల్యతను సాధించడం మరియు ఇతర సందర్భాలలో మెరుగైన స్కేలబిలిటీ మరియు లభ్యత కోసం ఎవెంచువల్ కన్సిస్టెన్సీని ఉపయోగించడం చుట్టూ తిరుగుతుంది. కొత్త హైబ్రిడ్ విధానాలు మరియు అనుకూల కన్సిస్టెన్సీ మోడల్స్ కూడా ఉద్భవిస్తున్నాయి, ప్రపంచవ్యాప్తంగా వికేంద్రీకృత అప్లికేషన్‌ల పనితీరు మరియు స్థితిస్థాపకతను మరింత ఆప్టిమైజ్ చేస్తామని వాగ్దానం చేస్తున్నాయి.