H7: Replication

Question 1

Waarom gebruikt men replicatie? (3)

Answer 1

• Improved performance (minder latency tussen locaties bv.)
• Increased availability
• Data corruptie beveiliging (2f + 1 replicas nodig)

Question 2

Wat is het CAP (aka Brewer) Theorema?

Answer 2

• Consistency: Nodes see the same data
• Availability: Every request receives a response
• Partition-tolerance: Garanties blijven ook als een fout de communicatie verstoord.
  Onmogelijk alle 3 te geven.

Question 3

Geef een voorbeeld van een toepassing van weak consistency en hoge availability en een voor omgekeerd.

Answer 3

• NMBS app
• Bank App

Question 4

Welke 2 typen consistency models zijn er?

Answer 4

Client-Centric en Data-Centric

Question 5

Wat is een consistency model?

Answer 5

Contract tussen client processes en replica datastore. Als client de regels volgt, zal de datastore correct werken. Geeft ook in regels hoe parelelle requests van andere clients geregeld worden.

Question 6

Hoe werkt strict consistency?

Answer 6

• Identiek aan single machine
• Bij aanpassingen, meteen propageren
• Absolute tijd ordening met globale clock
• Read geeft laatste write in deze tijd ordening

Question 7

Hoe werkt sequentiële consistency?

Answer 7

• Delay kan bestaan
• Order van operaties is fixed
• Alle processen zien dezelfde order

Question 8

Wat is causale relatedness? Wat als niet causaal related?

Answer 8

Als hij van een ander proces afhangt, anders concurrent.

Question 9

Hoe werkt causale consistency?

Answer 9

Alle causale writes in ordening, alles wat concurrent is mag in eender welke volgorde.

Question 10

Wat is PRAM consistency?

Answer 10

Pipeline Random Access Memory consistency is dat FIFO geldt voor writes van hetzelfde process, voor de rest maakt het niet uit hoe het gebeurt.

Question 11

Wat is feature per operation consistency? Welke methodes (4)?

Answer 11

Consistency per operatie, hieronder vallen:
- PRAM consistency
- Causaal consistency
- Sequentieel consistency
- Strict consistency

Question 12

Wat is group consistency? Welke methodes? (3)

Answer 12

Consistency op een groep operaties:
- Weak
- Release
- Entry

Question 13

Wat is weak consistency?

Answer 13

• Gebruikt synchronisatie variabele S
• Reads worden bij elke S gepropageerd, ervoor alleen lokaal

Question 14

Wat doet de S- variabele? (3)

Answer 14

• Kan alleen gecalled worden als alle writes overal klaar zijn
• Je kan niet readen of writen totdat de S overal klaar is
• S ordening is sequentieel consistent

Question 15

Wat is release consistency? Wat zijn de properties? (3)

Answer 15

• Gebruikt acquire en release methodes:
• Aqcuire(S): pullt state
• Release(S): pusht state
  Properties:
  1. Release kan alleen als Reads en Writes van hetzelfde proces klaar zijn
  2. Read en write kunnen niet als niet alle acquires van het proces uitgevoert zijn
  3. Synchronisatie operaties zijn altijd FIFO

Question 16

Wat is lazy release consistency?

Answer 16

Zelfde, maar ipv updates te sturen bij release, wordt deze gedaan bij acquire. Zorgt voor efficientie als acquire en release telkens door zelfde client gedaan worden

Question 17

Wat is entry consistency?

Answer 17

Data items hebben guarded synchronisatie values:
- Acquire(S): Geeft exclusieve write of niet exclusieve read access tot var. Synchroniseert door value te krijgen van owner (vorige die access had). Is alleen completed als data up to date is lokaal.
- Release(S): Laat access los.

Question 18

• Wat zijn de 7 data-centric consistency models? Rank ze op sterkte.

Answer 18

1. Strict
2. Sequantial
3. Causal
4. PRAM
5. Weak
6. Release
7. Entry

Question 19

Wat is NoSQL?

Answer 19

Staat voor Not Only SQL, kan dus verschillende datastructuren hebben, is vaak distrirbuted en gebruikt meestal lossere consistency modellen.

Question 20

Welke data consistency modellen gebruiken:
- MongoDB
- FoundationDB

Answer 20

• Strict
• Sequential

Question 21

Verschil Client-centric vs Data centric data store?

Answer 21

Client-centric focusses on how the client sees the data, Data-centric op de datastore zelf.

Question 22

Waarom Client-Centric gebruiken? (4)

Answer 22

• Reads&raquo_space; Writes in aantal
• Heel weinig Write Write confllicts, en als ze er zijn zijn ze easy te resolven
• Data items hebben een owner
• Goed voor slechte netwerk performance en reliability

Question 23

Wat is eventual consistency?

Answer 23

Alle clients worden uiteindelijk consistent

Question 24

Wat is monotonische read consistency?

Answer 24

Elke read operatie van een client gaat alleen maar een zelfde of nieuwere versie kunnen returnen.

Question 25

Noem 3 voorbeelden van Monotonische reads

Answer 25

- Persoonlijke calender updates - Email service openen - DNS server

Question 26

Wat is monotonische write consistency?

Answer 26

Een write operatie door een proces op een data item x is completed voor eender welke volgende write operatie door hetzelfde proces. (Alleen bij up to date writen)

Question 27

Wat is read-your-write consistency?

Answer 27

Het effect van een write operatie wordt gezien eender welke opvolgende read operatie (bv. password db)

Question 28

Wat is writes-follow-reads consistency?

Answer 28

Een write operatie na een read operatie gebruikt zeker een zelfde of nieuwere waarde dan deze read.

Question 29

Wat zijn de tradeoffs van consistency modellen? (3)

Answer 29

- Consistency en Redundancy: Als alle kopien de strongly consistent moeten zijn en de hele state bevatten, krijg je veel reduncancy. - Consistency en Performance: Consistency zorgt voor extra computatie en communicatie - Consistency en scalability: hangt af van consistency model. Vermijd veel communicatie en gecentraliseerde modellen.

Question 30

Welke soorten client based consistency modellen zijn er? (4)

Answer 30

- Monotonic read consistency - Monotonic write consistency - Read your writes consistency - Write follow reads consistency