Какво е теоремата CAP?

Теоремата CAP (също известна като теоремата на Бруер) гласи, че в разпределена изчислителна система не е възможно едновременно да се гарантира:

• Съвместимост (Consistency): Всички възли виждат едни и същи данни в едно и също време. Всяка операция за четене получава най-новите записани данни.
• Достъпност (Availability): Всяка заявка получава непразен отговор, независимо от състоянието на другите възли. Системата винаги е достъпна за операции за четене и писане.
• Толерантност към разделяне (Partition Tolerance): Системата продължава да работи, въпреки загубата на връзка между възлите (мрежови разделения).

При условия на мрежово разделяне ($P$), системата трябва да избере между съгласуваност ($C$) и достъпност ($A$).

• CA система: Предполага, че няма мрежови разделения. При тяхното възникване системата става или недостъпна, или несъгласувана. Примери: класически релационни бази данни с синхронна репликация в рамките на локална мрежа.
• CP система: Жертва достъпността в полза на съгласуваност по време на мрежово разделяне. Ако възел не може да се свърже с мнозинството, той спира да отговаря на заявки, за да гарантира консистентността на данните. Примери: Zookeeper, etcd, разпределени системи, използващи протоколи за консенсус като Paxos или Raft.
• AP система: Жертва съгласуваността в полза на достъпността по време на мрежово разделяне. Системата продължава да отговаря на заявки, но може да предоставя остарели или конфликтни данни. Съгласуваността се постига по-късно (eventual consistency). Примери: DynamoDB, Cassandra, MongoDB (по подразбиране в някои конфигурации).

Теоремата CAP се отнася за разпределени системи за съхранение на данни. В реалните системи често е необходимо да се правят компромиси и да се избира модел, който най-добре отговаря на конкретните изисквания на приложението.