58. Понятие и архитектура распределенных баз данных (РаБд). Гомогенные и гетерогенные РаБд. Стратегии распределения данных в РаБд.

Система распределенных баз данных состоит из набора узлов (site), связанных коммуникационной сетью, в которой:

а) каждый узел — это полноценная СУБД сама по себе, но

б) узлы взаимодействуют между собой таким образом, что пользователь любого из

них может получить доступ к любым данным в сети так, как будто они находятся на его собственном узле.

Распределенная база данных в действительности представляет собой виртуальную базу данных, компоненты которой физически хранятся в нескольких различных реальных базах данных на нескольких различных узлах (в сущности, являясь логическим объединением этих реальных баз данных).

каждый узел сам по себе является системой баз данных. Иначе говоря, на каждом узле есть собственные локальные реальные базы данных, собственные локальные пользователи, собственные локальные СУБД и программное обеспечение управления транзакциями (включая собственное программное обеспечение блокировки, ведения журналов, восстановления и т.д.) и собственный локальный диспетчер передачи данных. В частности, любой пользователь может выполнять операции над данными на своем локальном узле точно так же, как если бы этот узел вовсе не входил в распределенную систему (по крайней мере, так должно быть). Всю распределенную систему баз данных можно рассматривать как некоторое партнерство между отдельными локальными СУБД на отдельных локальных узлах. Новый программный компонент на каждом узле — логическое расширение локальной СУБД — предоставляет необходимые функциональные возможности для организации подобного партнерства. Именно этот компонент вместе с существующими СУБД составляет то, что обычно называется распределенной системой управления базами данных (РСУБД).

Чаще всего предполагается, что узлы разделены физически (а возможно, и территориально), хотя в действительности достаточно того, чтобы они были разделены логически. Два узла могут даже сосуществовать на одном и том же физическом компьютере (в особенности на начальном этапе тестирования). Главная цель создания распределенных систем со временем изменялась. В ранних исследованиях в основном предполагалась территориальная распределенность, но в большинстве первых коммерческих реализаций предполагалось локальное распределение, когда несколько узлов размещалось в одном здании и соединялось с помощью локальной сети (ЛВС). Однако позже стремительное распространение глобальных сетей (ГВС) снова пробудило интерес к использованию территориального распределения.

Преимущества

Зачем нужны распределенные базы данных? Основная причина заключается в том,

что сами предприятия обычно уже распределены, по крайней мере, логически, т.е. разбиты на подразделения, отделы, рабочие группы и т.д. Очень часто они распределены и физически, т.е. разделены на отдельно расположенные заводы, фабрики, лаборатории и т.д. Из этого следует, что данные также обычно распределены, поскольку каждая организационная единица на предприятии создает и обрабатывает собственные данные, относящиеся к ее деятельности. Таким образом, информация предприятия разбивается на отдельные автономные части, которые иногда называют островами информации. А распределенная система обеспечивает мосты для их соединения в единое целое. Иначе говоря, распределенная система позволяет структуре базы данных отображать структуру предприятия — локальные данные могут храниться локально, в соответствии с логической принадлежностью, тогда как к удаленным данным доступ может осуществляться по мере необходимости.

Преимущества подобной распределенной системы очевидны: эффективность обработки (данные хранятся в том месте, где доступ к ним требуется наиболее часто) и расширенные возможности доступа.

Однако следует отметить, что подобным системам свойствен и ряд недостатков, наиболее существенным из которых является повышенная сложность распределенных систем, по крайней мере, с технической точки зрения. В идеальном случае, конечно, эта сложность должна быть проблемой реализации, а не проблемой пользователя, но вполне возможно, что на практике некоторые ее аспекты все-таки будут видны конечным пользователям.

Выделяют гомогенные и гетерогенные (однородные и неоднородные) РаБД. В гомогенных РаБД на всех узлах работают копии одной и той же СУБД – т.н. строгая однородность. При нестрогой однородности на узлах могут работать разные СУБД, но все они должны предоставлять некоторый общий интерфейс. В неоднородных РаБД на узлах работают разные СУБД, в общем случае друг с другом несовместимые.

Гомогенные РаБД значительно проще проектировать и сопровождать. Кроме того, подобный подход позволяет поэтапно наращивать размеры РаБД, последовательно добавляя новые узлы к уже существующей РаБД. Гетерогенные РаБД обычно возникают в тех случаях, когда независимые узлы, управляемые своей собственной СУБД, интегрируются во вновь создаваемую РаБД.

Существует четыре альтернативные стратегии распределения данных:

1.Централизация (единственная копия базы данных, расположенная в одном узле).

2.Расчленение (единственная копия базы данных, непересекающиеся подмножества распределены по различным узлам).

3.Дублирование (несколько копий базы данных, в каждом узле располагается полная копия всех данных).

4.Смешанная (несколько копий подмножеств базы данных, в каждом узле может содержаться произвольный фрагмент базы данных).