14.3. Проектування розподілених баз даних.

При проектувані РБД додатково додаються наступні етапи:

-фрагментація;

-розподіл;

-організація реплікації фрагментів.

1.Горизонтальна та вертикальна фрагментація

2.Змішана фрагментація.

Будь яке відношення можна розділити на деяку кількість частин, що називають фрагментам, а процес розбиття називається відповідно фрагментацією.

Існує два основних типи фрагментів: горизонтальні та вертикальні.

Горизонтальні фрагменти являють собою підмножини кортежів, а вертикальні - підмножини атрибутів.

Фрагментація повина відповідати правилам:

-повноти – кожен елемент даних відношення R повинен бути присутнім хоча б в одному фрагменті R1,R2,..,Rn;

-відновлюваності – повина існувати операція реляційної алгебри, яка забезпечить відновлення відношення R з його фрагментів R1,R2,R3;

-непересічності – якщо елемент даних присутній в фрагменті Rn, то він не може бути присутнім більше в жодному з інших фрагментів відношення R.

На етапі розподілу вирішується задача знаходження оптимальної схеми їх разміщення фрагментів по географічних пунктах ІС.

Відомі чотири альтернативні стратегії разміщення:

-централізоване - передбачає створеня в одному з пунктів єдиної БД під керуванням СУБД, доступ до якої може здійснюватись з усіх пунктів ІС -(відома під назвою розподілена обробка).

Локальність посилань та надійність найнижчі, продуктивність також низька, мережевий трафік високий;

-фрагментарне (роздільне) - БД розбивається на непересічні фрагменти, кажен з яких разміщується в одному з пунктів ІС. При цьому кожен з елементів даних повинен розміщуватись в тому пункті системи, де він частіше використовується.

Надійність низька для окремих пунктів ІС, але висока для системи в цілому, продуктивність відносно висока, мережевий трафік низький;

-з повною реплікацією – передбачає розміщення повної копії БД в кожному пункті ІС. Локальність посилань, надійність, а також продуктивність системи будуть максимальні, але і мережевий трафік самий високий;

-з вибірковою реплікацією - ця стратегія є комбінацією методів фрагментації, реплікації та централізації.

Одні масиви даних фрагментуються, що забезпечує високу локальність посилань, інші, що розміщуються в багатьох пунктах ІС з низькою інтенсивністю оновлення, реплікуються. Всі інші дані зберігаються централізовано;

Її мета в об’єднані всіх переваг, з одночасним виключенням недоліків кожної окремої стратегії.

На етапі організації реплікації вирішується задача підтримки необхідної кількості актуальних копій деяких фрагментів на декількох пунктах РБД.

14.4. Забезпечення прозорості.

Робота з розподіленими СУБД є прозорою для користувача. Це означає, що робота з РБД аналогічна работі з централізованною СУБД. Виділяють чотири основні типи прозорості:

- прозорість розподілу – користовачу непотрібні знання про фрагментацію даних та їх разміщення;

- прозорість транзакцій - СУРБД повина гарантувати атомарність глобальних транзакцій, що в свою чергу означає, що всі її субтранзакції будуть або зафіксовані, або відмінені.

- прозорість виконання - работа в середовищі СУРБД повина виконуватись так само, як і в середовищі централізованої СУБД;

- прозорість використання СУБД – робить прозорим для користувача СУРБД той факт, що в різних пунктах ІС можуть функціонувати локальні СУБД з різними типами моделей даних. Цей тип прозорості використовується в випадку гетерогенної РБД.

Більш докладніше правила прозорості сформульвані в правилах Дейта:

1. Локальная автономність - пункти РБК повині бути автономними:

-локальні дані належать локальним власникам і супроводжуються локально;

-всі локальні процеси залишаються чисто локальними;

-всі процеси заданого пункту контролюються тільки ним самим.

2. Відсутність опори на центральний пункт - в РБК не повино бути жодного з пунктів, без якого ІС не змогла б функціонувати.

3. Безперервне функціонування - в системі ніколи не повина виникати потреба для її планової зупинки для внесення змін в фрагментацію та розподіл даних;

4. Независимость от расположения – користувач повинен мати доступ до БД з будь якого пункту ІС.

5. Незалежність від фрагментації - користувач повинен мати доступ до даних незалежно від способу їх фрагментацфї.

6. Незалежність від реплікаціїї - користувач не повинен знати про наявність реплікації.

7. Обработка распределенных запросов – ІС повина підтримувати запити, що посилаються на дані, розміщені в більш ніж одному пункті.

8. Обробка розподілених транзакцій – ІС повина підтримувати виконання транзакцій, як одиниці відновлення.

9. Незалежність від типу обладнання - СУРБД повина бути роботоздатною на різних апаратних платформах.

10. Незалежність від операційної системи.

11. Незалежність від мережевої архітектури.

12. Незалежність від типу СУБД - СУРБД повина підтримувати гетерогенність.

Лекція 15. Транзакції в розподілених БД. Реплікація даних.

Відновлення в розподіленому середовищі. Вплив відмовлень на процедури відновлення. Двофазна фіксація транзакцій (2РС). Трифазна фіксація транзакций (3PL). Реплікація даних. Види й властиіості реплікації. Основні концепції реплікації даних. Сервери реплікації. Операції з'єднання в розподіленому середовищі.

Лекція 16. Безпека БД та засоби її підтримки.

Апаратні та програмні складові. Особливості OLTP, DSS та OLAP систем. Управління доступом. Засоби підтримки безпеки в SQL. Шифрування даних. Безпека БД. Управління користувачами. Привілеї