[논문 리뷰] Real Differences between OT and CRDT in Building Co-Editing Systems and Real World Applications

David Sun, Chengzheng Sun외 2명|arXiv (Cornell University)|2019. 05. 02.

Multimedia Communication and Technology참고 문헌 63인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 실시간 공동 편집 시스템에서 운영 변환(OT)과 충돌 없는 복제 데이터 유형(CRDT)을 비판적으로 평가하며, 이론적으로 우월성이 주장되는 CRDT와는 달리, 정확성, 복잡도, 실세계 구현 측면에서의 실용적 우위 덕분에 OT가 산업계에서 여전히 지배적임을 드러낸다. 저자들은 실제 공동 편집기 시스템을 분석하여 CRDT에 대한 오해를 반박하며, 실무에서 OT의 숙련도와 신뢰성이 CRDT의 이론적 이점보다도 뛰어나다는 것을 보여준다.

ABSTRACT

OT (Operational Transformation) was invented for supporting real-time co-editors in the late 1980s and has evolved to become a core technique used in today's working co-editors and adopted in major industrial products. CRDT (Commutative Replicated Data Type) for co-editors was first proposed around 2006, under the name of WOOT (WithOut Operational Transformation). Follow-up CRDT variations are commonly labeled as "post-OT" techniques and have made broad claims of superiority over OT solutions, in terms of correctness, time and space complexity, simplicity, etc. Over one decade later, however, OT remains the choice for building the vast majority of co-editors, whereas CRDT is rarely found in working co-editors. Why? To seek truth from facts, we set out to conduct a comprehensive and critical review of representative OT and CRDT solutions and working co-editors based on them. From this work, we have made important discoveries about OT and CRDT, and revealed facts and evidences that refute CRDT claims over OT on all accounts. We present our discoveries in three related and complementary articles. In prior two articles, we have revealed the similarities of OT and CRDT in following the same general transformation approach in co-editors, and their real differences in correctness and complexity. In this article, we examine the role of building working co-editors in shaping OT and CRDT research and solutions, and consequential differences in the choice between OT and CRDT in real world co-editors and industry products. In particular, we review the evolution of co-editors from research vehicles to real world applications, and discuss representative OT-based co-editors and alternative approaches in industry products and open source projects. Moreover, we evaluate CRDT-based co-editors in relation to published CRDT solutions, and clarify some myths surrounding "peer-to-peer" co-editing.

연구 동기 및 목표

• OT가 CRDT의 광범위한 이론적 주장에도 불구하고 실세계 공동 편집 시스템에서 왜 여전히 주요 선택지로 남아 있는지 조사하기.
• 정확성, 복잡도, 실세계 응용 프로그램에서의 실용적 배포 가능성 측면에서 OT와 CRDT를 철저히 비교하기.
• 연구 프로토타입에서 산업 제품으로의 공동 편집 시스템의 진화를 분석하고, 실세계 제약 조건이 기술 선택에 어떤 역할을 하는지 평가하기.
• CRDT 기반 공동 편집기의 실제 성능과 신뢰성을 공개된 CRDT 솔루션과 산업 표준과 비교하여 평가하기.
• 공동 편집의 '피어 투 피어' 모델과 CRDT가 실사용 환경에서 실제로 가능한지에 대한 오해를 명확히 하기.

제안 방법

• 학술 문헌과 실제 구현에서 선별된 OT 및 CRDT 솔루션에 대한 종합적이고 사실 기반의 리뷰 수행.
• 주요 OT 기반 공동 편집기(예: Google Docs, Microsoft Word 공동 작성 기능)와 오픈소스 및 산업 제품에서의 CRDT 기반 시스템의 설계 및 배포 패턴 분석.
• 실세계 사용 사례에서 OT와 CRDT의 정확성 보장, 시간 및 공간 복잡도, 구현 복잡도를 비교 분석.
• 네트워크 지연, 충돌 해결, 시스템 신뢰성 등의 실세계 제약 조건이 OT가 CRDT보다 더 널리 채택되는 데 어떤 영향을 미치는지 검토.
• 이론적 CRDT 특성과 실 공동 편집 시스템에서의 실제 구현 간 격차를 분석하며, 특히 피어 투 피어 환경과 지연 민감한 환경에서의 차이를 규명.
• 공개된 동반 논문과 실제 구현 사례를 근거로, CRDT의 정확성, 단순성, 효율성 측면에서의 우월성 주장에 반박한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 CRDT의 발전이 10여 년이 넘도록 지속되었음에도 불구하고, OT가 산업 공동 편집 시스템에서 왜 여전히 지배적인가?
• RQ2 실세계 시스템에서 CRDT가 정확성, 시간 복잡도, 공간 복잡도 측면에서 OT를 실제로 얼마나 뛰어나게 성능을 내는가?
• RQ3 CRDT의 이론적 우월성에도 불구하고, 실세계 공동 편집 응용 프로그램에서 OT를 선호하는 실용적 요인은 무엇인가?
• RQ4 실세계 CRDT 기반 공동 편집기는 이론적 대안에 비해 정확성과 성능 측면에서 어떻게 비교되는가?
• RQ5 문헌과 산업계에서 널리 퍼져 있는 '피어 투 피어' 공동 편집과 CRDT에 대한 오해는 무엇이며, 어떻게 이를 바로잡을 수 있는가?

주요 결과

• OT는 실세계 구현에서 검증된 정확성, 안정성, 숙련도 덕분에 산업 공동 편집 시스템에서 여전히 지배적인 패러다임이다.
• CRDT의 이론적 정확성 및 복잡도 우월성 주장에도 불구하고, 실세계 시스템에서의 실증적 증거는 OT가 생산 환경 제약 조건 하에서도 신뢰성 있게 작동함을 보여준다.
• 이론적 CRDT 특성과 실제 구현 간 격차는 특히 피어 투 피어 및 지연 민감한 환경에서 뚜렷한 차이를 드러낸다.
• CRDT는 기술적 결함 탓에 실사용 공동 편집 시스템에서 거의 사용되지 않지만, 상태 관리 및 충돌 해결 측면에서의 실용적 과제가 OT가 더 잘 처리할 수 있기 때문이다.
• 이 논문은 CRDT가 본질적으로 중앙 집중식 또는 하이브리드 조율 없이도 진정된 피어 투 피어 공동 편집을 지원한다고 보편적으로 오해하는 신화를 해체하며, 실세계 시스템은 종종 중앙 집중식 또는 하이브리드 조율이 필요하다는 것을 보여준다.
• 연구 결과에 따르면, OT와 CRDT는 이론적으로나 실세계 조건 하에서의 정확성 보장 및 구현 방식에서 상당히 유사하며, 차이점은 주로 실세계 환경에서의 배포 방식과 정확성 보장 측면에서 나타난다.