Вопрос 40. Схемы размещения и доступа к данным в распределенных бд. Управление параллельной обработкой в распределенной бд.

Схемы размещения и доступа к данным в распределенных БД.

Размещение характеризуется следующими понятиями:

1. Фрагментация – это возможность разделения любой записи на некоторое количество частей называемых фрагментами, которые затем могут быть распределены по различным узлам. 2 основных типа фрагментации – горизонтальная и вертикальная. В первом случае фрагменты представляют собой подмножество строк, во втором – подмножество столбцов.

2. Размещение – каждый фрагмент сохраняется на узле, выбранный с учетом оптимальной схемы доступа.

3. Репликация – возможность поддержки актуальной копии некоторого документа на нескольких различных узлах.

Определение и размещение фрагментов должно проводиться с учетом особенности использования БД, в частности на основе анализа транзакции.

Стратегия размещения данных в системе:

1. Централизованное размещение – предусматривает создание на одном из узлов единственной БД, доступ к которой будут иметь все пользователи сети.

2. Фрагментированное размещение – БД разделяется на пересекающиеся фрагменты, каждый из которых размещается на одном узле системы.

3. Размещение с полной репликацией – стратегия предусматривает размещение полной копии БД на каждом из узлов системы. Для сокращения затрат на передачу информации в некоторых случаях используется технология снимков. Снимок представляет собой копию БД в определенный момент времени. Эти копии обновляются через определенный установленный интервал времени.

4. Размещение с избирательной репликацией – представляет собой комбинацию методов фрагментации, репликации и централизацией. Одни массивы данных разделяются на фрагменты, что позволяет добиться для них высокой локализации ссылок, тогда как другие используемые на многих узлах, но не поддерживаемые частым обновлением подвергаются репликации.

Управление параллельной обработкой в распределенных БД

В распределенных БД используется технология двухфазной фиксации транзакции 2PC (2-PHASE COMMIT) или двухфазной блокировки транзакции 2PL (2PHASE LOCK). Она заключается в том, что сначала от всех узлов где изменяются данные запрашивается подтверждение блокировки, а затем эта блокировка подтверждается. Двухфазные протоколы не могут устранить возможность взаимной блокировки, поскольку при их использовании могут возникать ситуации, когда некоторый узел остается заблокированным.

Неблокирующий протокол трехфазной фиксации транзакции не имеет периода ожидания в состоянии неопределенности, в которое уходят участники транзакции с момента подтверждения своего согласия на фиксацию транзакции и до момента получения от координатора извещения о глобальной фиксации или глобальном отказе. В трехфазном протоколе между этапами голосования и принятием глобального соглашения вводиться третий этап, называемый предфиксацией. После получения результатов голосования всех участников координатор рассылает глобальное сообщение PRECOMMIT. Таким образом участник получивший глобальное извещение о предфиксации знает, что все остальные участники проголосовали за фиксацию результатов транзакции и что со временем сам этот участник также выполнит фиксацию транзакции, если не произведет откат. Далее каждый участник подтверждает получение сообщение о предфиксации после чего координатор, получив все сообщения, рассылает команду о глобальной фиксации транзакции.