Eigenständiger BegriffTheoremKapitel II · Verteilung · Baustein 7 von 11

CAP-Theorem

Kommunikationsbrüche erzwingen eine Entscheidung zwischen Verfügbarkeit und starker Konsistenz.

  1. PartitionPartition: Kommunikationsbruch zwischen Knoten.
  2. KonsistenzKonsistenz: Linearisierbare Sicht auf erfolgreiche Operationen.
  3. VerfügbarkeitVerfügbarkeit: Jede Anfrage an einen nicht ausgefallenen Knoten erhält eine Antwort.

Einordnung

Warum das wichtig ist

Antwortentscheidungen während einer Partition begründen.

Antwortentscheidungen während einer Partition begründen.

Shop-Beispiel · Zuordnung

CAP-Theorem: Entscheidung prüfen

Das Shop-Beispiel nutzt die bestehende gemeinsame Datenbank und sieben Module. Jede ergänzte Dienst- oder Betriebsform ist eine hypothetische Erweiterung. Der Shop repliziert Lagerverfügbarkeit über zwei Standorte. Eine Partition trennt sie, während Kunden gleichzeitig reservieren. Das Team legt für Reservierungen fest, dass eine Seite bei fehlender Abstimmung ablehnt, um Doppelreservierungen zu vermeiden; der Produktkatalog darf vorübergehend eine ältere Verfügbarkeit anzeigen. Diese unterschiedliche Reaktion folgt dem jeweiligen Geschäftsrisiko. Ein CAP-Diagramm ersetzt dabei keine genaue Definition der Konsistenzgarantie und des Ausfallmodells.

So liest du das Bild

  1. Partition Partition
  2. Konsistenz Konsistenz
  3. Verfügbarkeit Verfügbarkeit
CAP-Theorem: Entscheidung prüfen
BegriffBedeutungPrüffrage
PartitionKommunikationsbruch zwischen Knoten.Wie reagiert der Shop während der Replikationspartition?
KonsistenzLinearisierbare Sicht auf erfolgreiche Operationen.Welche Garantie wird für Reservierungen priorisiert?
VerfügbarkeitJede Anfrage an einen nicht ausgefallenen Knoten erhält eine Antwort.Auf welchen Fall bezieht sich CAP?
CAP beschreibt eine Einschränkung verteilter Daten: Während einer Netzwerkpartition kann ein Dienst nicht zugleich linearisierbare Konsistenz und Verfügbarkeit für alle Anfragen garantieren. Partitionstoleranz ist dabei eine Betriebsannahme verteilter Systeme, keine frei abwählbare Eigenschaft. Prüfe das Szenario mit den Fragen in der zweiten Spalte.

Nutzen & Grenzen

Hilft, wenn

  • Antwortentscheidungen während einer Partition begründen.
  • Konsistenzgarantie und Antwortverhalten für jede Operation bestimmen.

Grenzen

  • CAP bezieht sich auf Partitionen und präzise definierte Garantien.
  • Die Wahl hängt von Operation und Partition ab; das CAP-Theorem erklärt keine pauschale Verfügbarkeit im Normalbetrieb.

In der Praxis

  1. Trenne für Kataloganzeige und verbindliche Lagerreservierung die erwarteten Antworten während einer Netzwerkpartition; benenne für jede Operation Verfügbarkeit und Konsistenz.
  2. Beschreibe, welche Antwort der Shop bei einer getrennten Replik liefern kann und ob eine erfolgreiche Reservierung eine linearisierbare Bestätigung voraussetzt.
  3. Prüfe die gewählte Policy für beide Operationen anhand eines Partitions- und Wiedervereinigungstests und dokumentiere, wie divergierende Lagerstände abgeglichen werden.
Ausführliche Erklärung lesen

CAP beschreibt eine Einschränkung verteilter Daten: Während einer Netzwerkpartition kann ein Dienst nicht zugleich linearisierbare Konsistenz und Verfügbarkeit für alle Anfragen garantieren. Partitionstoleranz ist dabei eine Betriebsannahme verteilter Systeme, keine frei abwählbare Eigenschaft.

Die Wahl betrifft die Antworten während des Kommunikationsbruchs: Einige Operationen warten oder scheitern, damit Konsistenz erhalten bleibt; andere antworten weiter und akzeptieren mögliche Divergenz. CAP ist keine allgemeine Dreierauswahl für Systeme ohne Partition und keine Aussage über Skalierbarkeit.

Das Shop-Beispiel nutzt die bestehende gemeinsame Datenbank und sieben Module. Jede ergänzte Dienst- oder Betriebsform ist eine hypothetische Erweiterung. Der Shop repliziert Lagerverfügbarkeit über zwei Standorte. Eine Partition trennt sie, während Kunden gleichzeitig reservieren. Das Team legt für Reservierungen fest, dass eine Seite bei fehlender Abstimmung ablehnt, um Doppelreservierungen zu vermeiden; der Produktkatalog darf vorübergehend eine ältere Verfügbarkeit anzeigen. Diese unterschiedliche Reaktion folgt dem jeweiligen Geschäftsrisiko. Ein CAP-Diagramm ersetzt dabei keine genaue Definition der Konsistenzgarantie und des Ausfallmodells. cap und pacelc helfen, diese Entscheidung mit benachbarten Fragen zu vergleichen.

Selbst prüfen

Teste dich in drei Stufen

  1. AblesenIm Bild nachsehen

    Wie reagiert der Shop während der Replikationspartition?

    Lösung mit Begründung ansehen

    Reservierungen werden abgelehnt, der Katalog bleibt lesbar.

  2. AnwendenAuf eine neue Lage übertragen

    Welche Garantie wird für Reservierungen priorisiert?

    Lösung mit Begründung ansehen

    Konsistenz über eine gültige Reservierung statt Verfügbarkeit jeder Schreiboperation.

  3. BewertenEine Alternative abwägen

    Auf welchen Fall bezieht sich CAP?

    Lösung mit Begründung ansehen

    Auf das Verhalten während einer Netzwerkpartition und präzise definierte Garantien.

Weiter im Lernpfad

Als Nächstes in Verteilte Systeme: Quorum.

11 Bausteine

Weiter mitQuorum