# REL 4 Como você projeta interações em um sistema distribuído para evitar falhas?
Os sistemas distribuídos dependem das redes de comunicação para interconectar componentes, como servidores ou serviços. Sua carga de trabalho deve operar de forma confiável, apesar da perda de dados ou da latência nessas redes. Os componentes do sistema distribuído devem operar sem afetar negativamente outros componentes ou a carga de trabalho. Essas melhores práticas evitam falhas e melhoram o Mean Time Between Failures (MTBF – Tempo médio entre falhas).
**Topics**
+ [REL04-BP01 Identificar qual tipo de sistema distribuído é necessário](rel_prevent_interaction_failure_identify.md)
+ [REL04-BP02 Implementar dependências com acoplamento fraco](rel_prevent_interaction_failure_loosely_coupled_system.md)
+ [REL04-BP03 Fazer um trabalho constante](rel_prevent_interaction_failure_constant_work.md)
+ [REL04-BP04 Fazer com que todas as respostas sejam idempotentes](rel_prevent_interaction_failure_idempotent.md)
# REL04-BP01 Identificar qual tipo de sistema distribuído é necessário
Os sistemas distribuídos em tempo real rígidos exigem respostas síncronas e rápidas, enquanto os sistemas em tempo real flexíveis têm uma janela de tempo para resposta maior, de minutos ou mais. Os sistemas off-line gerenciam as respostas por meio do processamento em lote ou assíncrono. Os sistemas distribuídos em tempo real rígidos têm os requisitos de confiabilidade mais rigorosos.
Os [desafios mais difíceis com sistemas distribuídos](https://aws.amazon.com/builders-library/challenges-with-distributed-systems/) são para sistemas complexos distribuídos em tempo real, também conhecidos como serviços de solicitação/resposta. O que as dificulta é que as solicitações chegam de forma imprevisível e as respostas devem ser fornecidas rapidamente (por exemplo, o cliente está aguardando ativamente a resposta). Os exemplos incluem servidores Web front-end, pipeline de pedidos, transações de cartão de crédito, todas as APIs da AWS e telefonia.
**Nível de exposição a riscos quando esta prática recomendada não for estabelecida:** Alto
## Orientações para a implementação
+ Identifique qual tipo de sistema distribuído é necessário. Os desafios dos sistemas distribuídos envolviam latência, escalabilidade, conhecimento das APIs de rede, marshalling e unmarshalling de dados e complexidade de algoritmos, como Paxos. À medida que os sistemas crescem e se tornam mais distribuídos, o que antes eram casos de borda hipotéticos se tornam ocorrências regulares.
+ [A Amazon Builders’ Library: desafios com sistemas distribuídos](https://aws.amazon.com/builders-library/challenges-with-distributed-systems/)
+ Os sistemas distribuídos em tempo real rígidos exigem respostas síncronas e rápidas.
+ Os sistemas em tempo real flexíveis têm uma janela de tempo para resposta maior, de minutos ou mais.
+ Os sistemas off-line gerenciam as respostas por meio do processamento em lote ou assíncrono.
+ Os sistemas distribuídos em tempo real rígidos têm os requisitos de confiabilidade mais rigorosos.
## Recursos
**Documentos relacionados:**
+ [Amazon EC2: como garantir a idempotência](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/APIReference/Run_Instance_Idempotency.html)
+ [A Amazon Builders’ Library: desafios com sistemas distribuídos](https://aws.amazon.com/builders-library/challenges-with-distributed-systems/)
+ [A Amazon Builders’ Library: confiabilidade, trabalho constante e uma boa xícara de café](https://aws.amazon.com/builders-library/reliability-and-constant-work/)
+ [O que é o Amazon EventBridge?](https://docs.aws.amazon.com/eventbridge/latest/userguide/what-is-amazon-eventbridge.html)
+ [O que é o Amazon Simple Queue Service?](https://docs.aws.amazon.com/AWSSimpleQueueService/latest/SQSDeveloperGuide/welcome.html)
**Vídeos relacionados:**
+ [AWS New York Summit 2019: Intro to Event-driven Architectures and Amazon EventBridge (MAD205)](https://youtu.be/tvELVa9D9qU)
+ [AWS re:Invent 2018: Close Loops & Opening Minds: How to Take Control of Systems, Big & Small ARC337 (inclui acoplamento fraco, trabalho constante, estabilidade estática)](https://youtu.be/O8xLxNje30M)
+ [AWS re:Invent 2019: Moving to event-driven architectures (SVS308)](https://youtu.be/h46IquqjF3E)
# REL04-BP02 Implementar dependências com acoplamento fraco
As dependências, como sistemas de enfileiramento, sistemas de streaming, fluxos de trabalho e load balancers, têm acoplamento fraco. O baixo acoplamento ajuda a isolar o comportamento de um componente de outros componentes que dependem dele, aumentando a resiliência e a agilidade.
Se as alterações em um componente forçarem outros componentes que dependem dele a serem também alterados, eles serão *fortemente* acoplados. *O baixo* acoplamento interrompe essa dependência para que os componentes dependentes só precisem saber a interface versionada e publicada. A implementação de um baixo acoplamento entre dependências isola uma falha em uma dependência para não afetar a outra.
O baixo acoplamento permite adicionar mais código ou recursos a um componente enquanto minimiza o risco para componentes que dependem dele. Além disso, a escalabilidade é melhorada pois você pode aumentar a escala verticalmente ou até mesmo alterar a implementação básica da dependência.
Para melhorar ainda mais a resiliência por meio do baixo acoplamento, torne as interações de componentes assíncronas sempre que possível. Esse modelo é adequado para qualquer interação que não precise de uma resposta imediata e em que uma confirmação de que uma solicitação foi registrada será suficiente. Envolve um componente que gera eventos e outro que os consome. Os dois componentes não se integram por meio de interação direta ponto a ponto, mas geralmente por meio de uma camada de armazenamento durável intermediária, como uma fila do SQS ou uma plataforma de dados de streaming, como o Amazon Kinesis ou o AWS Step Functions.
![\[Diagrama mostrando dependências como sistemas de enfileiramento e balanceadores de carga de acoplamento fraco\]](http://docs.aws.amazon.com/pt_br/wellarchitected/2022-03-31/framework/images/loosely-coupled-dependencies.png)
Filas do Amazon SQS e Elastic Load Balancers são apenas duas maneiras de adicionar uma camada intermediária para baixo acoplamento. Arquiteturas orientadas por eventos também podem ser criadas na Nuvem AWS usando o Amazon EventBridge, que pode abstrair clientes (produtores de eventos) dos serviços dos quais eles dependem (consumidores de eventos). O Amazon Simple Notification Service (Amazon SNS) é uma solução eficaz quando você precisa de mensagens de alto throughput, baseadas em push e de muitos para muitos. Usando tópicos do Amazon SNS, seus sistemas de editores podem enviar mensagens para um grande número de endpoints assinantes para processamento paralelo.
Embora as filas ofereçam várias vantagens, na maioria dos sistemas complexos em tempo real, as solicitações mais antigas do que um tempo limite (geralmente segundos) devem ser consideradas obsoletas (o cliente desistiu e não está mais esperando por uma resposta) e não processadas. Dessa forma, as solicitações mais recentes (e provavelmente ainda válidas) podem ser processadas.
**Antipadrões comuns:**
+ Implantar um singleton como parte de uma carga de trabalho.
+ Invocar diretamente as APIs entre níveis de carga de trabalho sem recurso de failover ou processamento assíncrono da solicitação.
**Benefícios do estabelecimento desta prática recomendada:** O baixo acoplamento ajuda a isolar o comportamento de um componente de outros componentes que dependem dele, aumentando a resiliência e a agilidade. A falha em um componente é isolada dos demais.
**Nível de exposição a riscos quando esta prática recomendada não for estabelecida:** Alto
## Orientações para a implementação
+ Implemente dependências com acoplamento fraco. As dependências, como sistemas de enfileiramento, sistemas de streaming, fluxos de trabalho e load balancers, têm acoplamento fraco. O baixo acoplamento ajuda a isolar o comportamento de um componente de outros componentes que dependem dele, aumentando a resiliência e a agilidade.
+ [AWS re:Invent 2019: Moving to event-driven architectures (SVS308)](https://docs.aws.amazon.com/eventbridge/latest/userguide/what-is-amazon-eventbridge.html)
+ [O que é o Amazon EventBridge?](https://docs.aws.amazon.com/eventbridge/latest/userguide/what-is-amazon-eventbridge.html)
+ [O que é o Amazon Simple Queue Service?](https://docs.aws.amazon.com/AWSSimpleQueueService/latest/SQSDeveloperGuide/welcome.html)
+ O Amazon EventBridge permite criar arquiteturas orientadas por eventos, que são acopladas de maneira fraca e distribuídas.
+ [AWS New York Summit 2019: Intro to Event-driven Architectures and Amazon EventBridge (MAD205)](https://youtu.be/tvELVa9D9qU)
+ Se as alterações em um componente forçarem outros componentes que dependem dele a serem também alterados, eles serão fortemente acoplados. O baixo acoplamento interrompe essa dependência para que os componentes dependentes precisem apenas reconhecer a interface versionada e publicada.
+ Sempre que possível, crie interações de componentes assíncronas. Esse modelo é adequado para qualquer interação que não precise de uma resposta imediata e quando uma confirmação de que uma solicitação foi registrada é suficiente.
+ [AWS re:Invent 2019: Scalable serverless event-driven applications using Amazon SQS and Lambda (API304)](https://youtu.be/2rikdPIFc_Q)
## Recursos
**Documentos relacionados:**
+ [AWS re:Invent 2019: Moving to event-driven architectures (SVS308)](https://docs.aws.amazon.com/eventbridge/latest/userguide/what-is-amazon-eventbridge.html)
+ [Amazon EC2: como garantir a idempotência](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/APIReference/Run_Instance_Idempotency.html)
+ [A Amazon Builders’ Library: desafios com sistemas distribuídos](https://aws.amazon.com/builders-library/challenges-with-distributed-systems/)
+ [A Amazon Builders’ Library: confiabilidade, trabalho constante e uma boa xícara de café](https://aws.amazon.com/builders-library/reliability-and-constant-work/)
+ [O que é o Amazon EventBridge?](https://docs.aws.amazon.com/eventbridge/latest/userguide/what-is-amazon-eventbridge.html)
+ [O que é o Amazon Simple Queue Service?](https://docs.aws.amazon.com/AWSSimpleQueueService/latest/SQSDeveloperGuide/welcome.html)
**Vídeos relacionados:**
+ [AWS New York Summit 2019: Intro to Event-driven Architectures and Amazon EventBridge (MAD205)](https://youtu.be/tvELVa9D9qU)
+ [AWS re:Invent 2018: Close Loops & Opening Minds: How to Take Control of Systems, Big & Small ARC337 (inclui acoplamento fraco, trabalho constante, estabilidade estática)](https://youtu.be/O8xLxNje30M)
+ [AWS re:Invent 2019: Moving to event-driven architectures (SVS308)](https://youtu.be/h46IquqjF3E)
+ [AWS re:Invent 2019: Scalable serverless event-driven applications using Amazon SQS and Lambda (API304)](https://youtu.be/2rikdPIFc_Q)
# REL04-BP03 Fazer um trabalho constante
Os sistemas podem falhar quando há alterações grandes e rápidas na carga. Por exemplo, se a sua workload está realizando uma verificação de integridade que monitora a integridade de milhares de servidores, ela deve sempre enviar a carga útil com o mesmo tamanho (um snapshot completo do estado atual). Se houver uma falha em todos os servidores ou se não houver falha alguma, o sistema de verificação de integridade realizará um trabalho constante sem alterações grandes e rápidas.
Por exemplo, se o sistema de verificação de integridade estiver monitorando 100.000 servidores, a carga nele será nominal a uma taxa de falha do servidor normalmente leve. No entanto, se um evento importante deixar metade desses servidores com problemas de integridade, o sistema de verificação de integridade ficará sobrecarregado tentando atualizar os sistemas de notificação e comunicar o estado com seus clientes. Portanto, em vez disso, o sistema de verificação de integridade deve enviar o snapshot completo do estado atual a cada vez. Os estados da integridade de 100.000 servidores, cada um representado por um bit, seriam apenas uma carga útil de 12,5 KB. independentemente de nenhum servidor ou falhar, ou todos eles falharem, o sistema de verificação de integridade está realizando um trabalho constante, e alterações grandes e rápidas não são uma ameaça para a estabilidade do sistema. Na verdade, é assim que o Amazon Route 53 lida com as verificações de integridade de endpoints (como endereços IP) para determinar como os usuários finais são roteados para eles.
**Nível de exposição a riscos quando esta prática recomendada não for estabelecida:** Baixo
## Orientações para a implementação
+ Faça um trabalho constante para que os sistemas não falhem quando houver mudanças rápidas e grandes na carga.
+ Implemente dependências com acoplamento fraco. As dependências, como sistemas de enfileiramento, sistemas de streaming, fluxos de trabalho e load balancers, têm acoplamento fraco. O baixo acoplamento ajuda a isolar o comportamento de um componente de outros componentes que dependem dele, aumentando a resiliência e a agilidade.
+ [A Amazon Builders’ Library: confiabilidade, trabalho constante e uma boa xícara de café](https://aws.amazon.com/builders-library/reliability-and-constant-work/)
+ [AWS re:Invent 2018: Close Loops and Opening Minds: How to Take Control of Systems, Big and Small ARC337 (inclui trabalho constante)](https://youtu.be/O8xLxNje30M?t=2482)
+ Para o exemplo de um sistema de verificação de integridade que monitora 100 mil servidores, crie as workloads de modo que os tamanhos da carga útil permaneçam constantes, seja qual for o número de êxitos ou falhas.
## Recursos
**Documentos relacionados:**
+ [Amazon EC2: como garantir a idempotência](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/APIReference/Run_Instance_Idempotency.html)
+ [A Amazon Builders’ Library: desafios com sistemas distribuídos](https://aws.amazon.com/builders-library/challenges-with-distributed-systems/)
+ [A Amazon Builders’ Library: confiabilidade, trabalho constante e uma boa xícara de café](https://aws.amazon.com/builders-library/reliability-and-constant-work/)
**Vídeos relacionados:**
+ [AWS New York Summit 2019: Intro to Event-driven Architectures and Amazon EventBridge (MAD205)](https://youtu.be/tvELVa9D9qU)
+ [AWS re:Invent 2018: Close Loops and Opening Minds: How to Take Control of Systems, Big and Small ARC337 (inclui trabalho constante)](https://youtu.be/O8xLxNje30M?t=2482)
+ [AWS re:Invent 2018: Close Loops & Opening Minds: How to Take Control of Systems, Big & Small ARC337 (inclui acoplamento fraco, trabalho constante, estabilidade estática)](https://youtu.be/O8xLxNje30M)
+ [AWS re:Invent 2019: Moving to event-driven architectures (SVS308)](https://youtu.be/h46IquqjF3E)
# REL04-BP04 Fazer com que todas as respostas sejam idempotentes
Um serviço idempotente garante que cada solicitação seja concluída exatamente uma vez, de modo que fazer várias solicitações idênticas tem o mesmo efeito de uma única solicitação. Um serviço idempotente facilita para um cliente implementar novas tentativas sem o receio de que uma solicitação seja processada erroneamente várias vezes. Para fazer isso, os clientes podem emitir solicitações de API com um token de idempotência. O mesmo token é usado sempre que a solicitação é repetida. Uma API de serviço idempotente usa o token para retornar uma resposta idêntica à resposta que foi retornada na primeira vez que a solicitação foi concluída.
Em um sistema distribuído, é fácil executar uma ação no máximo uma vez (o cliente faz apenas uma solicitação) ou pelo menos uma vez (continue solicitando até o cliente receber a confirmação do sucesso). Porém, é difícil garantir que uma ação seja idempotente, o que significa que ela é executada *exatamente* uma vez, de modo que fazer várias solicitações idênticas tenha o mesmo efeito de uma única solicitação. Usando tokens de idempotência em APIs, os serviços podem receber uma solicitação mutante uma vez ou mais sem a criação de registros duplicados nem efeitos colaterais.
**Nível de exposição a riscos quando esta prática recomendada não for estabelecida:** Médio
## Orientações para a implementação
+ Faça com que todas as respostas sejam idempotentes. Um serviço idempotente garante que cada solicitação seja concluída exatamente uma vez, de modo que fazer várias solicitações idênticas tem o mesmo efeito de uma única solicitação.
+ Os clientes podem emitir solicitações de API com um token de idempotência. O mesmo token é usado sempre que a solicitação é repetida. Uma API de serviço idempotente usa o token para retornar uma resposta idêntica à resposta que foi retornada na primeira vez que a solicitação foi concluída.
+ [Amazon EC2: como garantir a idempotência](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/APIReference/Run_Instance_Idempotency.html)
## Recursos
**Documentos relacionados:**
+ [Amazon EC2: como garantir a idempotência](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/APIReference/Run_Instance_Idempotency.html)
+ [A Amazon Builders’ Library: desafios com sistemas distribuídos](https://aws.amazon.com/builders-library/challenges-with-distributed-systems/)
+ [A Amazon Builders’ Library: confiabilidade, trabalho constante e uma boa xícara de café](https://aws.amazon.com/builders-library/reliability-and-constant-work/)
**Vídeos relacionados:**
+ [AWS New York Summit 2019: Intro to Event-driven Architectures and Amazon EventBridge (MAD205)](https://youtu.be/tvELVa9D9qU)
+ [AWS re:Invent 2018: Close Loops & Opening Minds: How to Take Control of Systems, Big & Small ARC337 (inclui acoplamento fraco, trabalho constante, estabilidade estática)](https://youtu.be/O8xLxNje30M)
+ [AWS re:Invent 2019: Moving to event-driven architectures (SVS308)](https://youtu.be/h46IquqjF3E)