Как соотносятся и отличаются друг от друга концепции партиционирования, шардирования и репликации в распределенных системах?

Партиционирование, шардирование и репликация — это разные техники масштабирования и повышения отказоустойчивости в распределённых системах:

• Партиционирование (Partitioning) — разделение данных на части (партиции) по определённому признаку (например, по диапазону ключей или хэшированию). Каждая партиция хранится отдельно, что позволяет обрабатывать запросы параллельно и уменьшает нагрузку на отдельные узлы.
• Шардирование (Sharding) — частный случай партиционирования, когда данные распределяются по разным серверам (шардам). Каждый шард содержит часть данных и работает как отдельная база. Это помогает горизонтально масштабировать систему.
• Репликация (Replication) — создание копий данных на нескольких узлах для повышения доступности и отказоустойчивости. Обычно есть мастер (основной) и слейвы (копии), которые могут обслуживать чтение.

В итоге:

• Партиционирование и шардирование связаны с разделением данных.
• Репликация — с копированием данных для надежности.

Пример: в базе данных с миллионами записей данные могут быть зашардированы по пользователям (шардирование), а каждый шард реплицирован для отказоустойчивости.