1. Mở đầu

Độ tin cậy và tính sẵn sàng của dữ liệu là những yếu tố quan trọng mang tính quyết định trong bất kỳ hệ thống phân tán nào, đặc biệt là với Apache Kafka. Để bảo đảm điều này, Kafka áp dụng cơ chế sao lưu bản sao (replica) và các thiết lập cấu hình cho broker nhằm giảm thiểu nguy cơ mất dữ liệu, đồng thời tối ưu hiệu suất. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ về vai trò của replica và cách cấu hình broker, từ đó mang lại cái nhìn sâu sắc hơn về cách Kafka duy trì tính toàn vẹn và độ tin cậy của dữ liệu trong môi trường phân tán.

2. Phân tích về Độ Tin Cậy

Độ tin cậy là một thuộc tính mách bảo cách thức hoạt động của toàn bộ hệ thống, không chỉ riêng một thành phần. Khi thảo luận về các đảm bảo tin cậy trong Apache Kafka, chúng ta cần nhìn nhận toàn bộ hệ thống cũng như các trường hợp sử dụng đi kèm. Hệ thống tích hợp với Kafka cũng quan trọng không kém vì vậy việc lưu ý đến các bên liên quan như quản trị viên, phát triển ứng dụng hay mở rộng hạ tầng cũng cần được cân nhắc.

Apache Kafka mang đến nhiều tùy chọn linh hoạt để đảm bảo cách thức truyền tải dữ liệu tin cậy. Một số ứng dụng yêu cầu độ tin cậy tuyệt đối trong khi những ứng dụng khác ưu tiên tốc độ, tính đơn giản hơn sự ổn định của dữ liệu. Do đó, Kafka được thiết kế với linh hoạt và cho phép người dùng tùy chỉnh phù hợp với yêu cầu của mình.

Tuy nhiên, sự linh hoạt đó cũng dễ dẫn đến những hiểu lầm. Có thể hiểu nhầm rằng hệ thống Kafka của mình hoàn toàn đáng tin cậy trong khi thực tế thì không. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu các loại đảm bảo độ tin cậy và ý nghĩa của từng loại trong ngữ cảnh của Kafka. Chúng ta sẽ xem xét cơ chế sao chép và lợi ích mà nó mang lại cho độ tin cậy hệ thống. Tiếp theo, tiêu đề sẽ chuyển sang các broker và topic, cách cấu hình chúng cho các trường hợp sử dụng khác nhau, cũng như các client, producer và consumer, và việc khai thác tối ưu trong các kịch bản nhất định.

Cuối cùng, chúng ta sẽ thảo luận về các phương pháp xác minh độ tin cậy của hệ thống, vì không thể chỉ đơn giản là dựa vào giả định rằng hệ thống hoạt động đáng tin cậy. Mọi thông tin cần được kiểm chứng một cách thận trọng.

3. Đảm Bảo Độ Tin Cậy Trong Apache Kafka

Khi ta nói đến độ tin cậy, thường đề cập đến những đảm bảo mà hệ thống cung cấp trong các tình huống khác nhau.

Một trong những khái niệm nổi tiếng về đảm bảo độ tin cậy là ACID - tiêu chuẩn mà các hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ luôn áp dụng. ACID bao gồm bốn thuộc tính chính: tính nguyên tử (Atomicity), tính nhất quán (Consistency), tính cô lập (Isolation) và tính bền vững (Durability). Khi một nhà cung cấp công bố rằng cơ sở dữ liệu của họ tuân thủ ACID, điều này đồng nghĩa với việc hệ thống của họ đảm bảo một số hành vi nhất định liên quan tới giao dịch.

Đó là lý do mà chúng ta tin tưởng sử dụng các cơ sở dữ liệu này cho những ứng dụng quan trọng nhất. Bởi vì những đảm bảo này đã được xác định rõ trong các tình huống khác nhau (chẳng hạn như lỗi hoặc sự cố), giúp chúng ta dự đoán được hành vi của hệ thống. Khi nắm rõ những đảm bảo này, nhà phát triển có thể xây dựng ứng dụng an toàn dựa vào sự ổn định và chính xác trong mọi trường hợp mà hệ thống hứa hẹn sẽ cung cấp.

Hiểu về các đảm bảo mà Kafka cung cấp là điều thiết yếu đối với ai muốn xây dựng ứng dụng vững chắc. Điều này cho phép nhà phát triển xác định được cách hệ thống sẽ hoạt động dưới nhiều điều kiện khác nhau. Vậy, Apache Kafka đảm bảo điều gì?

• Kafka đảm bảo thứ tự của các messages trong một partition. Nếu message B được gửi sau message A từ cùng một producer và trong cùng một partition, Kafka sẽ đảm bảo rằng offset của message B luôn lớn hơn offset của message A, và consumer sẽ đọc message B sau message A.
• Các message được coi là "committed" khi chúng đã được ghi vào partition trên tất cả các in-sync replicas (tuy nhiên không nhất thiết phải được ghi vào đĩa). Các producer có thể chọn nhận xác nhận cho các message đã gửi khi chúng được hoàn tất, ghi vào leader replica, hoặc khi gửi qua mạng.
• Các message đã được commited sẽ không bị mất miễn là ít nhất một bản sao vẫn hoạt động.
• Consumer chỉ có thể đọc các message đã được commited.

Những đảm bảo cơ bản này là các nền tảng để xây dựng một hệ thống tin cậy, nhưng chỉ chúng thôi là chưa đủ để tạo nên một hệ thống hoàn hảo. Để xây dựng một hệ thống đáng tin cậy, có những sự đánh đổi cần phải tính đến giữa việc lưu trữ message một cách tin cậy và nhất quán so với những yếu tố quan trọng khác như tính khả dụng, thông lượng cao, độ trễ thấp và chi phí phần cứng.

Trong các bài viết tiếp theo, chúng ta sẽ đi sâu vào cơ chế sao chép của Kafka, giới thiệu một số thuật ngữ quan trọng và thảo luận về cách mà Kafka đảm bảo độ tin cậy. Sau đó, chúng ta sẽ phân tích các tham số cấu hình liên quan mà quản trị viên và nhà phát triển có thể điều chỉnh.

4. Thông tin kết nối

Nếu bạn muốn trao đổi thêm về bài viết này, hãy kết nối với tôi qua LinkedIn và Facebook:

• LinkedIn: Nguyễn Trung Nam
• Facebook: Trung Nam Nguyễn

Rất mong được kết nối và cùng trao đổi thêm thông tin!
source: viblo