Проектування розподілених баз даних

На рис. 10.10 показана архітектура розподіленої СУБД. Існують такі схеми розміщення даних в системі:

· централізоване;

· фрагментоване;

· з повною реплікацією;

· з вибірковою реплікацією.

Централізоване розміщення передбачає,що на одному звузлів створюється і зберігається єдина БД. Доступ до цієї БД мають всі користувачі мережі.

Фрагментоване розміщення передбачає,що БД ділитьсяна неперетинні фрагменти, кожен з яких розміщується в одному з вузлів системи.

Розміщення з повною реплікацією передбачає, що повна копія БД розміщується на кожному вузлі системи.

Розміщення з вибірковою реплікацією являє собою комбінацію методів фрагментування, реплікації й централізації. Одні масиви даних поділяються на фрагменти, інші реплікуються, останні зберігаються централізовано.

Реплікація це процес генерації і відтворювання декількохкопій даних, які розміщуються на одному або декількох вузлах. Використання реплікацій дозволяє досягнути багатьох переваг (продуктивність, надійність зберігання даних, відновлення даних і т.ін.).

Рис. 10.10. Архітектура розподіленої СУБД

Оновлення даних, що реплікуються, може виконуватися синхронно й асинхронно. Синхронне оновлення передбачає, що всі копії реплікованих даних оновлюються одночасно з оновленням вихідної копії. Асинхронна реплікація передбачає, що оновлення реплікованих даних виконується із затримкою відносно оновлення вихідних даних.

Система підтримує фрагментацію, якщо дане відношення може бути поділене на частини або фрагменти при організації його фізичного зберігання. Фрагментація бажана для підвищення ефективності системи. В цьому випадку дані можуть зберігатися в тому місці, де вони найчастіше використовуються. Це дозволяє досягнути локалізації більшості операцій і зменшити трафік мережі. Крім того, виключається зберігання даних, які не використовуються локальними застосуваннями, що сприяє підвищенню захисту в системі. Для коректності фрагментації необхідно виконати правила:

· повнота – це означає,що кожен елемент даних звихідного відношення, повинен бути присутнім щонайменше в одному фрагменті;

· підновленість – це означає,що вихідне відношенняможе бути відновлено з його фрагментів за допомогою реляційної алгебри;

· неперетинність –це означає,що один елемент неповинен бути присутнім в двох і більше фрагментах. Фрагментація може бути вертикальна (по атрибутах) і горизонтальна (по кортежах).

На рис.10.11 показана послідовність проектування розподілених БД. Відмінність проектування від централізованих БД полягає в застосуванні фрагментації відношень, реплікації фрагментів і розподілі фрагментів по вузлах мережі. Визначення і розміщення фрагментів повинно виконуватися з урахуванням особливостей використання БД. Під цим розуміється виконання аналізу транзакцій, необхідна продуктивність системи, підтримка цілісності даних і т.ін.

Розробка глобальних концептуальної, логічної і фізичної моделей бази даних

Дослідження топології системи. Аналіз найбільш важливих транзакцій в системі. Визначення відношень для фрагментації

Фрагментація (вертикальна ігоризонтальна). Розміщення відношень, які не підлягають фрагментації, по всіх вузлах мережі

Розміщення фрагментів на вузлах мережі

Реплікація фрагментів на вузлах мережі

Рис. 10.11. Етапи проектування розподілених баз даних

Згідно з правилами Дейта розподілена СУБД повинна відповідати таким вимогам:

· розподілена система повинна виглядати з точки зору користувача, як звичайна нерозподілена система;

· вузли в розподіленій системі повинні бути незалежні або автономні;

· в системі не повинно бути жодного вузла, без якого система не може функціонувати;

· повинна виконуватись умова незалежності від розташування і користувач може отримувати доступ до БД з будь-якого вузла;

· незалежність від фрагментації – це означає, що користувач може отримати доступ до даних незалежно від засобу їх фрагментації;

· незалежність від реплікації – це означає, що користувач не має засобів доступу до конкретної копії даних і не займається питаннями оновлення всіх копій в БД;

· підтримка обробки розподілених запитів; − підтримка управління розподіленими транзакціями;

· апаратна, програмна, мережна незалежність, а також незалежність від типу СУБД;

· забезпечення безперервного функціонування.