Анализ паттернов репликации в распределённых БД: сравнение Raft, Paxos и CRDT на реальных workload'ах

Аннотация

В статье представлен сравнительный анализ трёх паттернов репликации в распределённых базах данных: консенсус-протоколов Raft и Paxos, а также бесконфликтных реплицируемых типов данных (CRDT). В рамках тестового стенда, развёрнутого в Docker-контейнерах с эмуляцией сетевых задержек, проведены замеры латентности записи, пропускной способности (ops/sec), времени восстановления после сбоя узла и разрешения конфликтов при различных профилях нагрузки (OLTP, collaborative editing, geo-distributed reads). Результаты показывают, что Raft обеспечивает наименьшую латентность записи (12 мс) и быстрое восстановление лидера (2,1 с), Paxos демонстрирует лучшую устойчивость к сетевым разделениям, а CRDT достигает максимальной пропускной способности при конкурентных записях (8500 ops/sec) благодаря отсутствию координации между узлами. Сформулированы практические рекомендации по выбору паттерна репликации в зависимости от требований к консистентности, доступности и профилю нагрузки.