Braid: HTTP-Synchronisationstechnologie

• Braid ist eine offene Arbeitsgruppe, die Algorithmen, Anwendungen, Tools und Standards für interoperable Zustandssynchronisation entwickelt.
• Ziel ist es, verteilte Zustände über Netzwerksysteme hinweg so einfach lesen und schreiben zu können wie lokale Variablen.
• In offenen Treffen alle zwei Wochen werden Anforderungen von Anwendungen und Systemen diskutiert, Gemeinsamkeiten identifiziert und Konsens über gemeinsame Protokolle gesucht.

Braid-HTTP: Synchronisation für HTTP

• Braid-HTTP ist eine Erweiterung, die HTTP von einem Protokoll zur Zustandsübertragung zu einem Protokoll zur Zustandssynchronisation verallgemeinert.
• Es ergänzt HTTP um folgende Funktionen:
  • Versionsverwaltung für HTTP-Ressourcen
  • Subscriptions für GET-Anfragen
  • PATCH für Range-Anfragen
  • Merge-Type zur Festlegung von OT- oder CRDT-Verhalten
• Mit diesen Funktionen können Webressourcen automatisch zwischen mehreren Clients, Servern und Proxys synchronisiert werden, und mehrere Autoren können gleichzeitig bearbeiten, wobei Konsistenz auch bei beliebiger Netzwerklatenz und Partitionierung gewährleistet bleibt.
• Webanwendungen können mit der Braid-Erweiterung kollaboratives Editieren, serverlosen Offline-Modus und P2P-Networking bereitstellen.
• Mit Standardbibliotheken lassen sich diese Funktionen einfach zu bestehenden Webanwendungen und Browsern hinzufügen.
• Weitere Details finden sich im IETF Internet-Draft.

Das Braid-Protokoll verwenden

• Braid ist mit dem heutigen Web kompatibel, funktioniert in aktuellen Browsern und lässt sich leicht zu bestehenden Webanwendungen hinzufügen.
• Es gibt Bibliotheken für verschiedene Sprachen:
  • Javascript: braid-http, braid-protocol
  • Haskell: wai-braid
  • Lua: in Entwicklung von Paul Kulchenko
• In Chrome können Braid-Funktionen mit der Erweiterung Braid-Chrome genutzt werden.

Braid-Synchronisationsmodell

• Protokollimplementierungen:
  • braid-http
  • braid-protocol
  • wai-braid
• Browser-Erweiterung:
  • Braid-Chrome
• Bibliotheken zur Zustandsabstraktion:
  • Braid-Text (für Text)
  • Redwood
  • Statebus
  • Statecraft
• Algorithmen:
  • Diamond Types: das schnellste Text-CRDT der Welt
  • Antimatter: das erste Text-CRDT der Welt mit History Pruning
  • Sync9: CRDT+OT für Text und JSON
  • SyncX: Sync9
  • Shelf: ein sehr einfaches und nützliches JSON-CRDT
  • Diffsync: CRDT+OT mit rekursivem 3-Wege-Merge
  • Tiny-Merge: eine gut gestaltete Bibliothek für praktische CRDTs
  • CR-SQLite: macht aus SQLite ein sehr nützliches CRDT
  • Portals: Copy-, Move- und Wrap-Operationen für jedes OT oder CRDT
  • Simpleton: ein sehr einfacher, schneller und leichtgewichtiger Client für jedes CRDT
• Kompatibilität:
  • Automerge-Kompatibilität
  • ShareDB- und Sync9-Kompatibilität

Anwendungen

• Diese Website selbst
• Peery View: ein P2P-Reputationssystem auf Basis von Braid
• Quiet: P2P-Chat mit torDT
• Wiki

Zusammenarbeit

• Es ist eine offene Gruppe.
• Alle zwei Wochen findet ein allgemeines Treffen über einen Zoom-Link statt.
• Dort werden neue Fortschritte demonstriert, Standards diskutiert und Ansätze zum Aufbau des verteilten Webs besprochen.
• Zusätzlich werden regelmäßig Zwischentreffen zu speziellen Themen angesetzt.

Wie Standards entstehen

• Die Arbeit erfolgt öffentlich bei der IETF.
• Die Spezifikation wird in den Mailinglisten von Braid und HTTP diskutiert.
• Auf Github kann die Braid-Spezifikation bearbeitet werden.
• Bei Problemen kann ein Issue auf Github eingereicht werden.
• Wer eine Idee hat, kann sie in die Spezifikation schreiben und einen Pull Request einreichen.
• Wenn ein grober Konsens erreicht ist, wird der Pull Request angenommen.
• Wer über Standarddiskussionen auf dem Laufenden bleiben möchte, kann die Mailinglisten abonnieren und Github verfolgen.
• Wer Hilfe braucht, kann Michael Toomim per E-Mail kontaktieren.

Braid-Protokoll

• Das Braid-Protokoll ermöglicht es mehreren Synchronisationsalgorithmen, über ein gemeinsames Netzwerkprotokoll interoperabel zu sein.
• Die Synchronisationsmechanismen von heute verwenden unterschiedliche Protokolle, aber ihre Netzwerknachrichten transportieren Patches im Raum über Versionen in der Zeit, Positionen im Raum und Bereiche in der Zeit hinweg.
• Die Zusammensetzung von Patch-Mengen bildet eine mathematische Struktur, ein Geflecht.
• Das Braid-Protokoll ist ein standardisiertes Nachrichtenformat, mit dem alle Synchronisationsmechanismen Änderungen über die Zeit ausdrücken und zu einem konsistenten Zustand auflösen können.
• Interaktive Demos zum Erkunden des Datenmodells:
  • Mit dem Braid interagieren
  • Zufälliges Braid erzeugen
• Wer sich für Synchronisation über HTTP interessiert, kann die Protokollspezifikation prüfen und Feedback über die Mailingliste geben.

Protokoll-Roadmap

• Die aktuelle Braid-Spezifikation erweitert HTTP derzeit in zwei Synchronisationsdimensionen:
  • Level 0: heutiges HTTP
  • Level 1: Subscription mit Push-Updates
  • Level 2: P2P-Konsistenz (Patches, Versionen, Merging)
• Darüber hinaus werden folgende P2P-Funktionen prototypisch umgesetzt, sind aber noch nicht standardisiert:
  • Level 3: P2P-Semantik (Methoden, Validierung, Bestätigung)
  • Level 4: P2P-Transport (URL, Naming, Verschlüsselung, Routing)
• Als Erklärung kann auf Mikes Präsentation in meeting-2 verwiesen werden.
• Zusammenarbeit in allen vier Bereichen ist willkommen.

Braid macht Synchronisationssysteme interoperabel

• Rafie Walker synchronisiert mit dem Braid-Protokoll ein OT-System und CRDTs.
• Es gibt einen Babelfish für WebSockets, der die Netzwerknachrichten von ShareDB in Braid-Nachrichten und umgekehrt übersetzt.
• Babelfish zwischen ShareDB und Sync9:
  • Kann live ausprobiert werden.
  • Dank an Seph Gentle für Einblicke in das ShareDB-Protokoll.
  • Dieser Babelfish ist weitgehend fertig, behandelt aber keine Fälle, in denen zwei Synchronisationssysteme Konflikte in unterschiedlicher Sortierreihenfolge auflösen.
  • Dafür muss derselbe Merge-Type implementiert werden (siehe Protokollspezifikation).
• Mit dem Design eines Babelfish für Automerge und andere CRDT-Systeme wurde ebenfalls begonnen.
• Wer ein Synchronisationssystem hat, kann gemeinsam an einer Braid-Kompatibilitätsschicht arbeiten.

Warum „Braid“?

• Braid fügt dem Web historische Zeitreisen hinzu, ähnlich wie das Videospiel Braid.
• Es verdreht jeden Strang des World Wide Web und macht das Web dicker, stärker und robuster.
• Es verwebt mehrere Perspektiven auf Synchronisation und verteilte Technologien in Webstandards.
• Ein Braid ist eine mathematische Struktur und zugleich eine Datenstruktur in der Informatik, die die für Synchronisation nötigen Informationen enthält.
• Indem Bearbeitungen als Patches eines Braid ausgedrückt werden, können mehrere Synchronisationssysteme interoperabel werden.

Meinung von GN⁺

• Das Braid-Protokoll ist ein leistungsfähiges Werkzeug, das verschiedene Synchronisationsalgorithmen integrieren kann und in verteilten Systemen sehr hilfreich dabei sein dürfte, Konsistenz zu wahren.
• Die Unterstützung sowohl von CRDT als auch von OT dürfte für Entwickler kollaborativer Anwendungen sehr nützlich sein.
• Die Erweiterungen von Braid-HTTP lassen sich leicht in bestehende Webanwendungen integrieren, sodass die Einführung neuer Technologien für Entwickler keine große Hürde darstellen dürfte.
• Die offenen Treffen von Braid fördern die Beteiligung der Community und bieten die Möglichkeit, durch die Aufnahme vielfältiger Meinungen bessere Standards zu schaffen.
• Die Unterstützung vieler Sprachen ermöglicht es Entwicklern, Braid in ihrer bevorzugten Sprache zu nutzen, und schafft so ein Umfeld, in dem sich mehr Entwickler beteiligen können.

[GN⁺]

Hacker-News-Diskussion

Zusammenfassung ausgewählter Hacker-News-Kommentare

• Neue braid-text-Bibliothek angekündigt

  • Vorstellung einer Bibliothek, mit der sich kollaborative Bearbeitung leicht zu Web-Apps hinzufügen lässt.
  • Lässt sich einfach in Node.js-Apps integrieren und benötigt kein WebSocket.
  • Verwendet den Merge-Typ simpleton, sodass kein History-Overhead auf Client-Seite entsteht.
  • Über die Braid-Chrome-Erweiterung lässt sich der Versionsverlauf einsehen.

• Keine Versionsnummer in der URL

  • Die Versionsnummer ist nicht in der URL enthalten, sondern wird in einem separaten Header übertragen.
  • Das Verlinken auf eine bestimmte Version ist schwierig.
  • Es wird hinterfragt, ob die Synchronisierung so eng an HTTP gekoppelt sein sollte.

• Bestehende Standards statt HTTP-Erweiterung bevorzugt

  • Statt HTTP zu erweitern, könnte die Nutzung bestehender Standards sinnvoller sein.
  • Statt partial PUT wäre PATCH möglicherweise passender.

• Vorteilhaft für verteilte Infrastruktur

  • Braid könnte die Kosten der Zustandsynchronisierung zwischen Geräten auch ohne Cloud senken.
  • Das ist vorteilhaft für dezentrale Infrastruktur.

• Möglicherweise Ziel eines allgemeineren Event-Streamings

  • Änderungen einzelner Ressourcen können abonniert werden.
  • Es wird gefragt, ob damit ein allgemeineres Event-Streaming-Ziel verfolgt wird.

• Vergleich mit WebDAV

  • Ähnlich wie WebDAV, aber mit leistungsfähigeren Funktionen.
  • Möglicherweise wäre es besser, eine Schicht über HTTP aufzubauen.

• Fragen zu den Einsatzmöglichkeiten

  • Es wird gefragt, wofür diese Bibliothek genutzt werden kann.
  • Der Anwendungsfall ist nicht klar.

• Verwandter Link

  • Ein Link zu „Braid: Synchronization for HTTP“ wird bereitgestellt.

• Nur für Echtzeit oder nicht

  • Es wird gefragt, ob es nur für Echtzeit gedacht ist und ob es eine Funktion zur Bereinigung des Verlaufs gibt.
  • Es gibt Bedenken für Fälle, in denen Clients sich nur selten verbinden.

• Eigenschaften von HTTP

  • HTTP ist ein Request-Response-Protokoll und behandelt keine Zustandsübertragung.
  • Die Beschreibung, dass Braid-HTTP zu einem Protokoll für Zustandssynchronisierung erweitert werde, wirkt seltsam.