Cours de Systèmes Distribués

Bienvenue dans le Cours de Systèmes Distribués ! Ce cours vous guidera des concepts fondamentaux jusqu'à la construction d'un système fonctionnel basé sur le consensus.

Pourquoi Apprendre les Systèmes Distribués ?

Les systèmes distribués sont partout. Chaque fois que vous utilisez un service web moderne, vous interagissez avec un système distribué :

• Plateformes de médias sociaux gérant des milliards d'utilisateurs
• Sites de commerce électronique traitant des millions de transactions
• Services de streaming diffusant du contenu à l'échelle mondiale
• Bases de données cloud stockant et répliquant des données à travers les continents

Comprendre les systèmes distribués est essentiel pour construire des applications évolutives et fiables.

Aperçu du Cours

Ce cours enseigne les concepts des systèmes distribués à travers une mise en œuvre pratique. Sur 10 sessions, vous construirez quatre applications distribuées de complexité croissante :

Ce que Vous Apprendrez

À la fin de ce cours, vous serez capable de :

1. Expliquer les concepts des systèmes distribués y compris le théorème CAP, les modèles de cohérence et le consensus
2. Construire un système de file d'attente fonctionnel avec le modèle producteur-consommateur
3. Implémenter un magasin clé-valeur répliqué avec élection de leader
4. Créer un système de chat en temps réel avec messagerie pub/sub
5. Développer un système basé sur le consensus en utilisant l'algorithme Raft
6. Déployer tous les systèmes en utilisant Docker Compose sur votre machine locale

Public Cible

Ce cours est conçu pour les développeurs qui :

• Ont une expérience de base en programmation (fonctions, classes, POO de base)
• Sont novices en systèmes distribués
• Veulent comprendre comment fonctionnent les applications distribuées modernes
• Préfèrent apprendre en pratiquant plutôt que la théorie pure

Prérequis

• Programmation : À l'aise avec TypeScript ou Python
• Ligne de Commande : Familiarité de base avec les commandes du terminal
• Docker : Nous couvrirons la configuration Docker dans la section Configuration Docker

Aucune expérience préalable en systèmes distribués n'est requise !

Progression du Cours

graph TB
    subgraph "Partie I : Fondamentaux"
        A1[Qu'est-ce qu'un SD ?] --> A2[Passage de Messages]
        A2 --> A3[Système de File]
    end

    subgraph "Partie II : Magasin de Données"
        B1[Partitionnement] --> B2[Théorème CAP]
        B2 --> B3[Réplication]
        B3 --> B4[Cohérence]
    end

    subgraph "Partie III : Temps Réel"
        C1[WebSockets] --> C2[Pub/Sub]
        C2 --> C3[Système de Chat]
    end

    subgraph "Partie IV : Consensus"
        D1[Qu'est-ce que le Consensus ?] --> D2[Algorithme Raft]
        D2 --> D3[Élection de Leader]
        D3 --> D4[Réplication de Journal]
        D4 --> D5[Système de Consensus]
    end

    A3 --> B1
    B4 --> C1
    C3 --> D1

Format du Cours

Chaque session de 1,5 heure suit cette structure :

graph LR
    A[Révision<br/>5 min] --> B[Concept<br/>20 min]
    B --> C[Diagramme<br/>10 min]
    C --> D[Démonstration<br/>15 min]
    D --> E[Exercice<br/>25 min]
    E --> F[Test<br/>10 min]
    F --> G[Résumé<br/>5 min]

Composants de Session

• Explication de Concept : Des explications claires et adaptées aux débutants des concepts fondamentaux
• Diagrammes Visuels : Des diagrammes Mermaid montrant l'architecture et le flux des données
• Démonstration en Direct : Procédure pas à pas du code
• Exercice Pratique : Exercices pratiques pour renforcer l'apprentissage
• Exécution et Test : Vérifiez que votre implémentation fonctionne correctement

Exemples de Code

Chaque concept inclut des implémentations en TypeScript et Python :

// Exemple TypeScript
interface Message {
  id: string;
  content: string;
}

# Exemple Python
@dataclass
class Message:
    id: str
    content: str

Choisissez le langage avec lequel vous êtes le plus à l'aise, ou apprenez les deux !

Avant de Commencer

1. Configurez Votre Environnement

Suivez le Guide de Configuration Docker pour installer :

• Docker et Docker Compose
• Votre langage de programmation préféré (TypeScript ou Python)

2. Vérifiez Votre Installation

docker --version
docker-compose --version

3. Choisissez Votre Langage

Décidez si vous travaillerez avec TypeScript ou Python tout au long du cours. Les deux langages ont des exemples complets pour chaque concept.

Conseils d'Apprentissage

• Ne vous précipitez pas : Chaque concept s'appuie sur les précédents
• Exécutez le code : Suivez les exemples dans votre terminal
• Expérimentez : Modifiez le code et observez ce qui se passe
• Posez des questions : Utilisez le guide de dépannage quand vous êtes bloqué
• Construisez en public : Partagez votre progression et apprenez des autres

Ce que Vous Construirez

À la fin de ce cours, vous aurez quatre systèmes distribués fonctionnels :

1. Système de File - Un système de traitement des tâches tolérant aux pannes
2. Magasin Répliqué - Un magasin clé-valeur avec élection de leader
3. Système de Chat - Un système de messagerie en temps réel avec présence
4. Système de Consensus - Une base de données distribuée basée sur Raft

Tous les systèmes fonctionnent localement en utilisant Docker Compose — aucune infrastructure cloud n'est requise !

Commençons !

Prêt à plonger ? Continuez vers Chapitre 1 : Qu'est-ce qu'un Système Distribué ?