Details

Тема выпускной квалификационной работы: «Исследование и сравнительный анализ алгоритмов обеспечения согласованности данных в событийно-ориентированной микросервисной архитектуре». Задачи, которые решались в ходе исследования: 1) Проанализированы причины рассогласованности данных в распределённых микросервисных системах, включая асинхронность обработки, повторную доставку сообщений, нарушение порядка событий и частичные сбои сервисов. 2) Рассмотрены модели согласованности данных, применяемые в распределённых системах, и обоснован выбор модели eventual consistency как целевой для событийно-ориентированной архитектуры. 3) Разработан экспериментальный прототип микросервисной системы. 4) Реализованы и исследованы алгоритмы обеспечения согласованности данных. 5) Разработан единый сценарий нагрузки, позволяющий воспроизводимо моделировать повторную доставку сообщений, нарушение порядка событий и частичные сбои Consumer-сервиса. 6) Собраны и проанализированы метрики работы системы, включая время обработки событий, количество повторных доставок, логические ошибки состояния, время достижения согласованного состояния и количество транзакций базы данных. 7) Выполнен сравнительный анализ реализованных алгоритмов согласованности по выбранным критериям и сформулированы выводы об их применимости в реальных микросервисных системах. Для достижения данных результатов в работе были использованы/разработаны следующие информационные технологии, в том числе программное обеспечение, облачные сервисы, базы данных и прочие: - Golang основной язык реализации. - Apache Kafka использовался в качестве брокера сообщений с гарантией доставки at-least-once для моделирования асинхронной событийной архитектуры. - PostgreSQL использовалась как хранилище. - Docker применялись для развертывания экспериментальной среды. - Python использовался для анализа CSV-логов и построения графиков распределений задержек и времени обработки.

The subject of the graduate qualification work is «Research and comparative analysis of data consistency algorithms in event-driven microservice architecture». The research sets the following goals: 1) The causes of data inconsistency in distributed microservice systems are analyzed, including processing asynchrony, message retransmission, event ordering, and partial service failures. 2) Data consistency models used in distributed systems are examined, and the choice of the eventual consistency model as the target for event-driven architecture is justified. 3) An experimental prototype of a microservice system is developed. 4) Algorithms for ensuring data consistency are implemented and analyzed. 5) A unified workload scenario was developed to reproducibly simulate message redelivery, event out-of-order events, and partial failures of the Consumer service. 6) System performance metrics were collected and analyzed, including event processing time, number of redeliveries, logical state errors, time to reach a consistent state, and number of database transactions. 7) A comparative analysis of the implemented consistency algorithms was performed based on the selected criteria, and conclusions were drawn about their applicability to real-world microservice systems. To achieve these results, the following information technologies were used/developed in the work, including software, cloud services, databases, and others: - Golang is the primary implementation language. - Apache Kafka was used as a message broker with at-least-once delivery guarantee to model an asynchronous event architecture. - PostgreSQL was used as a storage engine. - Docker was used to deploy the experimental environment. - Python was used to analyze CSV logs and plot latency and processing time distributions.