Consistent hashing भनेको के हो?

Question

Accepted Answer

**Consistent hashing** डेटा nodes (सर्भरहरु) भरमा वितरण गर्ने एक प्रविधि हो जसले **nodes थपिंदा वा हटाइंदा पुन: वितरण न्यूनतम गर्दछ** — साधारण hashing को विपरीत, जसले node गणना परिवर्तन हुंदा अधिकांश keys को पुन: नक्सा गर्दछ। यो वितरित caches, डेटाबेस, र लोड वितरणको लागि महत्त्वपूर्ण छ।

## साधारण hashing को समस्या

```text
Simple approach: node = hash(key) % N  (N = number of nodes)
  ✗ when N CHANGES (add/remove a node), N changes → MOST keys remap to different nodes →
    massive data movement / cache invalidation (almost everything moves!)
→ adding/removing a server causes huge disruption → bad for dynamic distributed systems.
```

## Consistent hashing कसरी काम गर्दछ

```text
Map both NODES and KEYS onto a HASH RING (a circle of hash values):
  → a key belongs to the FIRST node clockwise from it on the ring
  → adding/removing a node only affects keys in ONE segment of the ring (its neighbors) →
    only a SMALL fraction of keys move (≈ K/N, not most of them)
→ minimal redistribution when nodes change → much better for dynamic systems.
```

## Virtual nodes र उपयोग

```text
✓ VIRTUAL NODES → each physical node maps to MANY points on the ring → EVEN distribution
  (avoids uneven load from few nodes/uneven placement) → handles heterogeneous capacity
USES:
  → distributed CACHES (e.g. memcached clusters) — add/remove cache nodes without mass
    invalidation
  → distributed DATABASES (Cassandra, DynamoDB) — partition data across nodes
  → load balancers; any system distributing data/load across a changing set of nodes
```

## किन यो महत्त्वपूर्ण छ

Consistent hashing बुझ्नु वरिष्ठ-स्तरको मूल्यवान ज्ञान हो किनकि यो **गतिशील वितरित प्रणालीहरुमा डेटा वितरणको लागि एक मौलिक प्रविधि हो**, धेरै वास्तविक प्रणालीमा प्रयोग गरिन्छ, त्यसैले यो वितरित प्रणाली डिजाइनको लागि महत्त्वपूर्ण छ।

योले समाधान गर्ने समस्या वास्तविक र महत्त्वपूर्ण छ: **साधारण hashing** (`hash(key) % N`) को कारणले **node गणना परिवर्तन हुंदा अधिकांश keys पुन: नक्सा हुन्छन्** (सर्भर थप्दा वा हटाउंदा लगभग सबै डेटा सार्दछ — विशाल डेटा गति वा cache अमान्यता निम्त्याउँछ), यो गतिशील वितरित प्रणालीको लागि भयानक बनाउँछ जहाँ nodes थपिन्छन् र हटाइन्छन्। **Consistent hashing** यसलाई nodes र keys दुवैलाई **hash ring** मा नक्सा गरेर समाधान गर्दछ (key घडीको दिशामा पहिलो nodeमा सम्बन्धित), त्यसैले **node थप्दा वा हटाउंदा केवल अलिकति अंशको keys सार्दछ** (एक ring segment मा रहेकाहरु, ≈ K/N) अधिकांश को सट्टा — node सेट परिवर्तन हुंदा पुन: वितरण र बाधा न्यूनतम गर्दछ।

यो बुझ्नु — कसरी ring काम गर्दछ र यो किन key गति न्यूनतम गर्दछ — मुख्य अन्तर्दृष्टि हो।

**Virtual nodes** बुझ्नु (प्रत्येक भौतिक node लाई असमान भार जो कम वा खराब स्थापित nodes निम्त्याउँछ बचाउन ring बिन्दुहरु बहु नक्सा गर्नु, र विविध क्षमता हैन्डल गर्नु) consistent hashing कसरी अभ्यासमा राम्रोसँग काम गर्दछ भनेर प्रतिबिम्बित गर्दछ।

**उपयोग** बुझ्नु — वितरित caches (cache nodes थप्दा/हटाउँदा बिना mass अमान्यता), वितरित डेटाबेस (Cassandra, DynamoDB डेटा वितरण गर्दछ), र लोड ब्यालान्सरहरु — यसको महत्त्व स्पष्ट गर्दछ, किनकि यो धेरै वास्तविक, व्यापक रूपमा प्रयोग हुने प्रणालीहरुमा प्रयोग गरिन्छ।

Consistent hashing एक शास्त्रीय, महत्त्वपूर्ण वितरित-प्रणाली प्रविधि हो जो प्राय: प्रणाली डिजाइन छलफलमा देखा पर्दछ।

गतिशील node सेट भरमा डेटा वितरण गर्नु (nodes परिवर्तन हुंदा न्यूनतम बाधा सहित) वितरित प्रणालीहरुमा एक सामान्य आवश्यकता हो र consistent hashing यसलाई समाधान गर्दछ (जहाँ साधारण hashing भयानकसँग असफल हुन्छ), र यो वास्तविक प्रणालीहरुमा प्रयोग गरिन्छ (वितरित caches र डेटाबेस) र यसलाई बुझ्नु वितरित-प्रणाली ज्ञान प्रतिबिम्बित गर्दछ, consistent hashing बुझ्नु मूल्यवान वरिष्ठ-स्तरको ज्ञान हो — गतिशील वितरित प्रणालीहरुमा डेटा वितरणको लागि एक मौलिक प्रविधि, धेरै वास्तविक caches र डेटाबेसमा प्रयोग गरिन्छ, साधारण hashing को key-पुन: वितरण समस्या समाधान गर्दछ, र एक शास्त्रीय वितरित-प्रणाली अवधारणा जो वरिष्ठ भूमिकाहरु वितरित प्रणाली डिजाइन गर्नको लागि अपेक्षित गहिराई प्रतिबिम्बित गर्दछ।