Функции распределенных субд
Очевидно, что типичная СУРБД должна обеспечивать, по крайней мере, тот же набор функциональных возможностей, который был определен выше.
Кроме того, СУРБД должна предоставлять следующий набор функциональных возможностей [10].
Расширенные службы установки соединений должны обеспечивать доступ к удаленным сайтам и позволять передавать запросы и данные между сайтами, входящими в сеть.
Расширенные средства ведения каталога, позволяющие сохранять сведения о распределении данных в сети.
Средства обработки распределенных запросов, включая механизмы оптимизации запросов и организации удаленного доступа.
Расширенные функции управления параллельностью, позволяющие поддерживать целостность реплицируемых данных.
Расширенные функции восстановления, учитывающие возможность отказов в работе отдельных сайтов и отказов линий связи.
Архитектура распределенных субд
Трехуровневая архитектура ANSI-SPARC для СУБД представляет собой типовое решение для централизованных СУБД. Однако распределенные СУБД имеют множество отличий, которые сложно отразить в некотором эквивалентном архитектурном решении, приемлемом для большинства случаев.
Один из примеров рекомендуемой архитектуры СУРБД представлен на рис. 14.1. Он включает следующие элементы [10]:
набор глобальных внешних схем;
глобальную концептуальную схему;
схему фрагментации и схему распределения;
набор схем для каждой локальной СУБД, отвечающих требованиям трехуровневой архитектуры ANSI-SPARC.
Рис. 14.1. Рекомендуемая архитектура СУРБД
Соединительные линии на схеме представляют преобразования, выполняемые при переходе между схемами различных типов. В зависимости от поддерживаемого уровня прозрачности некоторые из уровней рекомендуемой архитектуры могут быть опущены.
Глобальная концептуальная схема
Глобальная концептуальная схема представляет собой логическое описание всей базы данных, представляющее ее так, как будто она не является распределенной. Этот уровень СУРБД соответствует концептуальному уровню архитектуры ANSI-SPARC и содержит определения сущностей, связей, требований защиты и ограничений поддержки целостности информации. Он обеспечивает физическую независимость данных от распределенной среды. Логическую независимость данных обеспечивают глобальные внешние схемы.
Схемы фрагментации и распределения
Схема фрагментации содержит описание того, как данные должны логически распределяться по разделам. Схема распределения является описанием того, где расположены имеющиеся данные. Схема распределения учитывает все организованные в системе процессы репликации.
Локальные схемы
Каждая локальная СУБД имеет свой собственный набор схем. Локальная концептуальная и локальная внутренняя схемы полностью соответствуют эквивалентным уровням архитектуры ANSI-SPARC. Локальная схема отображения используется для отображения фрагментов в схеме распределения во внутренние объекты локальной базы данных. Эти элементы являются зависимыми от типа используемой СУБД и служат основой для построения гетерогенных СУРБД.
Независимо от рекомендованной общей архитектуры СУРБД компонентная архитектура СУРБД должна включать четыре следующих важнейших компонента (рис. 14.2) [10]:
1) локальную СУБД;
2) компонент передачи данных;
3) глобальный системный каталог;
4) распределенную СУБД (СУРБД).
Рис. 14.2. Компонентная архитектура распределенной СУБД. Локальная СУБД
Компонент локальной СУБД представляет собой стандартную СУБД, предназначенную для управления локальными данными на каждом из сайтов, входящих в состав распределенной базы данных. Локальная СУБД имеет свой собственный системный каталог, в котором содержится информация о данных, сохраняемых на этом сайте. В гомогенных системах на каждом из сайтов в качестве локальной СУБД используется один и тот же программный продукт. В гетерогенных системах существуют, по крайней мере, два сайта, использующих различные типы СУБД и/или различные типы вычислительных платформ.
Компонент передачи данных
Компонент передачи данных представляет собой программное обеспечение, позволяющее всем сайтам взаимодействовать между собой. Он содержит сведения о существующих сайтах и линиях связи между ними.
Глобальный системный каталог
Глобальный системный каталог имеет то же самое функциональное назначение, что и системный каталог в централизованных базах данных. Глобальный каталог содержит информацию, специфическую для распределенной природы системы, например схемы фрагментации и распределения. Этот каталог сам по себе может являться распределенной базой данных и поэтому подвергаться фрагментации и распределению, быть полностью реплицируемым или централизованным, как и любое другое отношение.
Что касается отношений, созданных на некотором сайте (сайте создания), то ответственность за фиксацию описания каждого его фрагмента, каждой реплики, каждого фрагмента, а также хранение сведений о расположении этих фрагментов, возлагается на локальный каталог данного сайта. В случае если фрагмент или реплика перемещается в другое место, сведения в локальном каталоге сайта создания соответствующего отношения необходимым образом обновляются. Следовательно, для определения расположения фрагмента или реплики отношения необходимо получить доступ к каталогу его сайта создания. Сведения о сайте создания каждого глобального отношения должны фиксироваться в каждом локальном экземпляре глобального системного каталога.
Распределенная СУБД
Компонент распределенной СУБД является управляющим по отношению ко всей системе элементом. В предыдущем разделе описаны основные функциональные возможностями, которыми должен обладать этот компонент.