Formation FoundationDB

Programme de la formation FoundationDB

Introduction à FoundationDB et à son positionnement

• Qu’est-ce que FoundationDB ? Historique et cas d’usage
• NoSQL, NewSQL, clé-valeur ordonné : typologie technique
• Rôle de FoundationDB dans l’écosystème Apple, Snowflake, etc.
• Comparaison avec d’autres bases : Cassandra, MongoDB, etc.
• Vue d’ensemble du modèle transactionnel ACID distribué
• Vision multi modèle et architecture en couches

Comprendre l’architecture distribuée

• Rôles système : coordinator, proxies, master, resolvers
• Fragmentation de l’espace de clés et répartition dynamique
• Journalisation des transactions, réplication et haute disponibilité
• Stockage sur disque : moteur B-Tree et moteur Redwood
• Monitoring, failover et redémarrage sans perte de données
• Fonctionnement d’un cluster en lecture/écriture simultanée

Structure des données et espace clé-valeur

• Convention de nommage des clés (sous-espaces)
• Encodage binaire, sérialisation typée (Tuple Layer)
• Range queries et lexicographic ordering
• Pratiques de design clé/valeur pour la performance
• Schémas implicites et versioning applicatif
• Atelier : Exploration manuelle avec fdbcli, range queries, lecture/écriture de clés typées

Transactions distribuées et propriétés ACID

• Isolation forte : serializability, conflits de lecture/écriture
• Atomicité inter-clés et entre opérations
• Déroulement d’une transaction (begin → commit → retry)
• Conflits et gestion des erreurs (conflict range, retries)
• Tests de cohérence sur plusieurs clients concurrents
• Atelier : Écriture d’une application Python transactionnelle avec gestion de conflits

Programmation client avec l’API FoundationDB

• Installation du client (Python, Java ou autre langage)
• Fonctions principales : get, set, clear, range, atomic_ops
• Transactions contextuelles et fermeture automatique
• Intégration dans des pipelines ou microservices
• Gestion des erreurs, timeouts, retraits sécurisés
• Encodage structuré des clés avec Tuple()

Structurer ses données avec Tuple Layer

• Objectif de la Tuple Layer : sérialisation typée et ordonnée
• Conversion types natifs → clés binaires
• Noms de champs, structuration hiérarchique des clés
• Bonnes pratiques de design de schéma clé-valeur
• Encapsulation de logique applicative dans les clés
• Lecture partielle ou parcours en profondeur

Record Layer : modéliser des données structurées

• Présentation de la Record Layer d’Apple (CloudKit)
• Définition de schémas d’enregistrement (records)
• Champs typés, index secondaires, pagination
• Comparaison avec des bases relationnelles (SQL sans JOIN)
• Déploiement d’une couche record sur le cluster
• Atelier : Créer un modèle de type “table utilisateur” avec index secondaire dans la Record Layer

Indexation avancée et requêtes par plage

• Index primaires et secondaires
• Index composés, triés, multi-clés
• Parcours de graphe via les relations indexées
• Scan efficace de plages triées (prefix matching)
• Optimisation des lectures via des schémas d’index

Conception d’une application multi modèle

• Combiner modèles documentaires et relationnels
• Gestion de métadonnées critiques (catalogues, historiques)
• Synchronisation inter-modèles et cohérence globale
• Centraliser plusieurs types de données dans une seule base
• Cas d’usage : moteur de recommandation ou historique d’événements

Déploiement d’un cluster FoundationDB

• Installation en local, en Docker ou Kubernetes
• Configuration des rôles, réplication, réplica sets
• Démarrage, arrêt, mise à l’échelle horizontale
• Stratégies de stockage (SSD, HDD, Redwood vs SQLite)
• Atelier : Déploiement d’un mini-cluster multi-nœuds avec simulation de panne et rebalancing

Surveillance, tests et fiabilité

• Logs, métriques, états système (status)
• Tests de charge, injection de fautes (simulation framework)
• Résilience : tolérance aux pannes, élection automatique
• Alerting et seuils critiques (latence, espace, quorum)
• Bonnes pratiques d’exploitation continue

Cas d’usage réels et choix d’architecture

• Étude de cas : Snowflake, iCloud, grands catalogues
• Stockage de métadonnées critiques et systèmes transactionnels
• Quand préférer FoundationDB à Cassandra, PostgreSQL ou etcd ?
• Intégration dans des architectures cloud natives (CI/CD, microservices)
• Limites connues, extensions possibles, roadmap open source