44. Технологии удалённого доступа и системы бд, тиражирование и синхронизация в распределённых системах бд.

В технологиях распределенных ИС в наст. время существуют следующие направления:

- технологии «Клиент-сервер»;

- технологии реплицирования (тиражирования);

- технологии объектного связывания.

Распределенные ИС , как правило, построены на основе сочетания всех трех технологий.

В основе клиент-серверных технологий лежат две основные идеи:

- общие для всех пользователей данные на одном или нескольких серверах;

- много пользователей (клиентов) на различных выч. установках, совместно (параллельно и одновременно) обрабатывающих общие данные.

Под сервером понимается любая система, процесс, компьютер, владеющие каким-либо вычислительным ресурсом (памятью, временем, производительностью процессора и т.д.). Клиентом называется также любая система, процесс, компьютер, пользователь, запрашивающие у сервера к.-л. ресурс.

В структуре СУБД выделяют три компонента:

- компонент представления, реализующий функции ввода и отображения данных;

- прикладной компонент, включающий набор запросов, событий, правил, процедур и др. вычислительных функций;

- компонент доступа к данным, реализующий функции хранения, извлечения, физического обновления и изменения данных.

Исходя из особенностей реализации и распределения в системе этих компонентов, различают четыре модели технологий «Клиент-сервер»:

- модель файлового сервера (FS);

- модель удаленного доступа к данным (RDA);

- модель сервера базы данных (DBS);

- модель сервера приложений (AS).

Модель файлового сервера. Один из компьютеров сети определяется файловым сервером (общим хранилищем данных), а все основные компоненты СУБД размещаются на клиентских установках. В ОП клиентской установки на время сеанса работы полностью или частично копируется файл БД. Достоинства модели: простота и отсутствие высоких требований к производительности сервера. Недостатки: высокий сетевой трафик, отсутствие специальных механизмов СУБД по обеспечению безопасности данных.

Модель удаленного доступа к данным. В данной модели компонент доступа к данным реализуется в виде самостоятельной программной части СУБД, называемой SQL-сервером, и размещается на сервере. SQL-сервер выполняет низкоуровневые операции по организации, размещению, хранению и манипулированию данными. Недостатки. Высокие требования к клиентским выч. установкам, т.к. на них выполняются прикладные программы обработки данных. Значительный трафик сети, поскольку с сервера направляются клиентам наборы данных, которые могут иметь существенный объем.

Модель сервера БД. На клиентских установках размещается только интерфейсный компонент, а все остальные компоненты СУБД размещаются на сервере. Достоинства. Разгрузка сети.

Модель сервера приложений. Перенос прикладного компонента СУБД на специализированный в отношении повышенных по быстродействию ресурсов дополнительный сервер системы – сервер приложений.

На практике используются смешанные модели, когда простые прикладные функции и обеспечение ограничений целостности данных поддерживаются процедурами, хранимыми на сервере, а более сложные функции – бизнес-правила – реализуются программами, расположенными на клиентских установках или на сервере приложений.

Мониторы транзакций. Под транзакцией понимается неделимая с точки зрения воздействия на БД последовательность операций манипулирования данными (чтения, удаления, вставки, модификации) такая, что, либо результаты всех операций, входящих в транзакцию, отображаются в БД, либо воздействие всех этих операций полностью отсутствует.

Механизм обработки транзакций обеспечивает практическую реализацию одного из основополагающих принципов распределенных ИС – принципа изолированности пользователей.

Технологии тиражирования (реплицирования) данных.

Основная идея тиражирования: пользователи работают автономно с одинаковыми (общими) данными, растиражированными по локальным БД.

Реплика – тиражируемая копия данных, предназначенных для общего пользования.

При реализации технологии тиражирования данных возникает проблема обеспечения согласованного состояния данных.

Решение проблемы обеспечения согласованного состояния количества и значений общих данных основывается на реализации одного из двух принципов:

- принципа непрерывного размножения обновлений (любое обновление данных в любой реплике должно быть немедленно размножено). Данный принцип реализуется при построении систем реального времени.

- принципа отложенных обновлений (обновления реплик могут откладываться до специальной команды или ситуации). Накопленные в реплике изменения данных специальной командой пользователя направляются для обновления всех остальных реплик системы. Такая операция называется синхронизацией реплик.

Наряду с техникой главной реплики существует возможность создания частичных реплик. Частичной репликой называется база данных, содержащая ограниченное подмножество записей главной (полной) реплики. Распространенным способом создания частичных реплик является использование фильтров, устанавливаемых для таблиц главной реплики. Такой подход позволяет решать некоторые проблемы по разграничению доступа к данным, повысить производительность обработки данных и снизить затраты на синхронизацию реплик за счет ограничения количества передаваемых по сети изменений данных.