Развитие систем управления базами данных

Детали тиражирования данных полностью скрыты от прикладной программы; ее функционирование никак не зависит от работы репликатора, который целиком находится в ведении администратора базы данных. Следовательно, для переноса программы в распределенную среду с тиражируемыми данными не требуется ее модификация.

Синхронное обновление распределенных БД и технология репликации данных — в определенн

ом смысле, антиподы. Краеугольный камень первой — синхронное завершение транзакций одновременно на нескольких узлах распределенной системы, т. Е. синхронная фиксация изменений в распределенной БД. Ее «ахиллесова пята» — жесткие требования к производительности и надежности каналов связи. Если база данных распределена по нескольким территориально удаленным узлам, объединенным медленными и ненадежными каналами связи, а число одновременно работающих пользователей составляет сотни и выше, то вероятность того, что распределенная транзакция будет зафиксирована в обозримом временном интервале, становится чрезвычайно малой. В таких условиях (характерных, кстати, для большинства отечественных организаций) обработка распределенных данных практически невозможна.

Технология репликации данных не требует синхронной фиксации изменений, что является, несомненно, ее сильной стороной. В действительности далеко не во всех задачах требуется обеспечение идентичности БД на различных узлах в любое время. Достаточно поддерживать тождественность данных лишь в определенные критические моменты времени (генерация суточного, недельного, месячного, годового отчета). Можно накапливать изменения в данных в виде транзакций в одном узле и периодически копировать эти изменения на другие узлы.

Налицо преимущества распределенной технологии. Во-первых, данные всегда расположены там, где они обрабатываются — следовательно, скорость доступа к ним существенно увеличивается. Во-вторых, передача только операций, изменяющих данные (а не всех операций доступа к удаленным данным), да еще к тому же в асинхронном режиме позволяет значительно уменьшить трафик. В-третьих, со стороны исходной базы для принимающих баз репликатор выступает как процесс, инициированный одним пользователем, в то время как в физически распределенной среде с каждым локальным сервером работают все пользователи распределенной системы, конкурирующие за ресурсы друг с другом. Наконец, в-четвертых, никакой продолжительный сбой связи не в состоянии нарушить передачу изменений. Дело в том, что тиражирование предполагает буферизацию потока изменений (транзакций); поэтому после восстановления связи передача возобновляется с той транзакции, на которой тиражирование было прервано.

В то же время технология репликации данных не лишена недостатков. Например, невозможно полностью исключить конфликты между двумя версиями одной и той же записи. Такой конфликт может возникнуть, когда, вследствие все той же асинхронности, два пользователя на разных узлах исправят одну и ту же запись в тот момент, пока изменения в данных из первой базы еще не были перенесены во вторую. При проектировании распределенной среды с использованием репликации данных необходимо предусмотреть возможность возникновения конфликтных ситуаций и запрограммировать репликатор на какой-либо вариант их разрешения. В этом смысле применение DR-технологии — наиболее сильная угроза целостности распределенных баз данных.

При использовании механизмов репликации данных также остро стоит вопрос совместимости разнородных локальных баз данных, составляющих исходную БД. Зачастую штатные средства тиражирования в составе данной конкретной БД позволяют переносить данные в однородную базу. Ответом стало появление продуктов, выполняющих тиражирование между разнородными базами данных. Здесь развитие технологий пошло по двум путям. Первый — создание средств унифицированного доступа к данным (стандарт ODBC — Open DataBase Connectivity). Очевидный недостаток ODBC — недоступность для приложения многих полезных механизмов каждой конкретной СУБД, поскольку они могут быть использованы в большинстве случаев только через расширения SQL в диалекте языка данной СУБД, но в стандарте ODBC эти расширения могут не поддерживаться. Другой подход – это создание шлюзов, позволяющих приложениям оперировать над базами данных в ином формате так, как будто это собственные базы данных. Задача шлюза — организация доступа к унаследованным БД и служит для решения задач согласования форматов баз данных при переходе к какой-либо одной СУБД. Шлюзы можно рассматривать как средство, облегчающее миграцию, но не как универсальное средство межоперабельности в распределенной системе. Вообще, универсального рецепта решения задачи межоперабельности в этом контексте не существует — все определяется конкретной ситуацией, историей информационной системы и массой других факторов.

Обработка распределенных запросов

Это свойство распределенной БД трактуется как возможность выполнения операций выборки, сформулированных в рамках обычного запроса на языке SQL. To есть операцию выборки из распределенной базы данных можно сформулировать с помощью тех же языковых средств, что и операцию над локальной базой данных.

Обработка распределенных запросов — задача, более сложная, нежели обработка локальных запросов, и она требует интеллектуального решения с помощью особого компонента — оптимизатора распределенных запросов. Предположим, у нас имеется распределенная база данных, размещенная на двух узлах. Пусть, таблица detail хранится на одном узле, а таблица main — на другом. Размер первой таблицы — 2000 строк, размер второй — 200 строк (множество товаров поставляется небольшим числом поставщиков). Допустим, что выполняется запрос:

SELECT detail_name, main_name, main _address

FROM detail, main WHERE detail, main _number = main, main _number ;

Тогда результирующая таблица представляет собой объединение таблиц

detail и main, выполненное по столбцу detail.main_number (внешний ключ) И main.main _number (первичный ключ).

Данный запрос является распределенным, т. К. затрагивает таблицы, принадлежащие различным локальным базам данных. Для его нормального выполнения необходимо иметь обе исходные таблицы на одном узле. Следовательно, одна из таблиц должна быть передана по сети. Очевидно, что это должна быть таблица меньшего размера, т. Е. таблица main. Таким образом, оптимизатор распределенных запросов должен учитывать такие параметры, как размер таблиц, статистику распределения данных по узлам, объем данных, передаваемых между узлами, скорость коммуникационных линий, структуры хранения данных, соотношение производительности процессоров на разных узлах и т. Д. От алгоритмов работы оптимизатора распределенных запросов впрямую зависит скорость работы базы данных с такими запросами.

Обработка распределенных транзакций

Это качество распределенных баз данных можно трактовать как возможность выполнения операций обновления БД, не разрушающее целостность и согласованность данных. Эта цель достигается применением двухфазного протокола фиксации транзакций, ставшего фактическим стандартом обработки распределенных транзакций. Его применение гарантирует согласованное изменение данных на нескольких узлах в рамках распределенной (или, как ее еще называют, глобальной) транзакции.

 Скачать реферат