33.Распределенные базы данных. Технология тиражирования

Распределённая база данных (РБД) — совокупность логически взаимосвязанных баз данных, распределённых в компьютерной сети.

Распределенная база данных (РБД) - система логически интегрированных и территориально распределенных БД, языковых, программных, технических и организационных средств, предназначенных для создания, ведения и обработки информации.

Это означает, что информация физически хранится на разных ЭВМ, связанных сетью передачи данных. Любой узел (участок) может выполнять приложение и участвовать в работе, по крайней мере, одного приложения.

Распределенная СУБД – программный комплекс, предназначенный для управления распределенными базами данных и обеспечивающий прозрачный доступ пользователей к распределенной информации.

Распределенная СУБД состоит из единой логической базы данных, разделенной на некоторое количество фрагментов. Каждый фрагмент базы данных сохраняется на одном или нескольких компьютерах, работающих под управлением отдельных СУБД и соединенных между собой сетью связи.

Любой узел способен независимо обрабатывать запросы пользователей, требующие доступа к локально сохраняемым данным (т.е. каждый узел обладает определенной степенью автономности), а также способен обрабатывать данные, сохраняемые на других компьютерах сети.

Технология тиражирования.

Тиражирование (репликация) – технология, предусматривающая поддержку копий всей БД или ее фрагментов в нескольких узлах сети.

Реплика – копия базы данных, являющаяся членом набора других копий, которые могут быть синхронизированы между собой. Копии БД обычно приближены к местам использования информации.

Синхронизация – процесс обновления реплик, при котором происходит передача обновляемых записей и согласование дублирующихся данных. Обмен данными между репликами может быть как односторонним, так и двусторонним.

Как синоним понятию «тиражирование» используется термин «репликация».

Кроме того, возможна синхронизация реплик под управлением синхронизатора. В отличие от собственно распределенных систем (систем с фрагментированием), в которых, как правило, при выполнении распределенных запросов реализуется протокол двухфазной фиксации, в системах с реплицированными базами данных обычно используется инструментарий асинхронной репликации.

В настоящее время многие известные СУБД предлагают пользователям возможности репликации. Но, как и во всякой новой области, терминология и подходы к реализации отличаются от системы к системе. В некоторых системах используются метафоры из издательской деятельности (издатель, публикация, подписчик). Совокупность данных, которые могут подвергаться тиражированию, называется публикацией.

Использование технологии тиражирования имеет следующие преимущества:

• сокращение сетевого трафика при выполнении запросов;

• повышение доступности данных (доступ к локальной копии БД обеспечивается, даже если доступ к центральному серверу невозможен);

• повышение производительности (данные приближены к месту их использования, не нужно ждать доступности всех частей распределенной БД);

• повышение автономности рабочих мест пользователей;

• повышение надежности системы (наличие множества копий повышает вероятность восстановления системы в критических ситуациях).

Дублирование данных при использовании тиражирования влечет за собой:

• дополнительный расход памяти;

• возможность возникновения конфликтов при корректировке;

• наличие временного лага между фиксацией события в БД и доступностью этой информации для всех пользователей сети;

• повышенные требования к рабочим станциям;

• необходимость тщательного продумывания схемы тиражирования.

Существует много схем обновления копий в распределенной БД.

По моменту внесения изменений в реплики различают:

1. Синхронное тиражирование. Предполагает завершение транзакции только после успешной модификации всех копий. Используется механизм двухфазной фиксации (2РС): основная система связывается с подчиненными копиями БД и одновременно вносит в них изменения, блокируя соответствующие записи. Если хотя бы одна копия недоступна, изменения не выполняются. Механизм двухфазовой фиксации предъявляет высокие требования к системе и снижает степень автономности узлов, поэтому в технологии тиражирования используется редко.

2. Асинхронное тиражирование. Обновление всех копий БД может проводиться неодновременно. При этом возможна некоторая рассинхронизация состояния локальных БД во времени. При этом удается обойти проблему ограниченной пропускной способности и недостаточной надежности сети. Если один сервер, требующий обновления данных, выходит из строя, то система продолжает работать с остальными. Обновление данных на сбойном сервере произойдет автоматически после восстановления его работоспособности.

   1. Периодическое асинхронное тиражирование. Выполняется через заданные интервалы времени.

   2. Апериодическое асинхронное тиражирование. Момент выполнения апериодического тиражирования определяется каким-либо событием и может быть реализован с помощью хранимых процедур или триггеров.