1.1.2. Основные концепции распределенной обработки данных
Очень важно понимать различия, существующие между распределенными СУБД и распределенной обработкой данных (РОД).
РОД – обработка с использованием централизованной базы данных, доступ к которой может осуществляться с различных компьютеров сети (клиент-сервер).
Ключевым моментом в определении РБД (§1.1.1) является то, что система (СУРБД) работает с данными, физически распределенными в сети. Если же данные хранятся централизованно, то даже в том случае, когда доступ к ним (данным) обеспечивается от любого пользователя сети, такая система просто поддерживает распределенную обработку данных (РОД), но не может рассматриваться, как распределенная СУБД. Пример топологии системы с РОД приведен на рис. 1.2
Рис. 1.2. Топология системы с РОД
1.1.3. Основные концепции параллельных субд
Следует четко понимать различия, существующие между распределенными и параллельными СУБД.
Параллельная СУБД (ПСУБД) – это система управления базами данных, функционирующая с использованием нескольких процессоров и устройств жестких дисков. Это позволяет ей распараллеливать выполнение некоторых операций (это возможно по логике операций) с целью повышения общей производительности обработки.
Появление ПСУБД было вызвано тем, что системы с одним процессором оказались неспособны удовлетворять растущие требования к надежности, производительности и масштабируемости обработки данных. Эффективной и экономически обоснованной альтернативой однопроцессорным СУБД стали ПСУБД, функционирующие одновременно на нескольких процессорах. Применение параллельных СУБД позволяет объединить несколько маломощных ЭВМ для получения того же самого уровня производительности, что и в случае одной, но более мощной ЭВМ, с дополнительным выигрышем в масштабируемости и надежности системы, по сравнению с однопроцессорной СУБД.
Для представления нескольким процессорам совместного доступа к одной и той же БД ПСУБД должна обеспечивать управление совместным доступом к ресурсам. Какие именно ресурсы разделяются и как это разделение реализовано на практике, непосредственно влияет на показатели производительности и масштабируемости создаваемой системы, что в свою очередь определяет пригодность конкретной СУБД к условиям заданной вычислительной среды и требованиям приложений. Можно выделить три основных типа архитектуры ПСУБД. К ним относятся:
Системы с разделением памяти;
Системы с разделением дисков;
Системы без разделения.
1.1.3.1. Системы с разделением памяти (срп)
СРП состоят из тесно связанных между собой компонентов, в число которых входит несколько процессоров, разделяющих общую системную память. Эта архитектура популярна и применяется для разных вычислительных платформ (например, группы персональных рабочих станций) и обеспечивает быстрый доступ к данным для процессоров, число которых меньше 64. Эту систему еще называют симметричной многопроцессорной обработкой (СМПО).
Рис. 1.3. Архитектура системы с параллельной обработкой с разделением памяти
1.1.3.2. Система без разделения (сбр)
Эту архитектуру иначе называют массовой параллельной обработкой. Используют схему (рис. 1.4), в которой каждый процессор, являющийся частью системы, имеет собственную оперативную и дисковую память. База данных распределена между всеми дисковыми устройствами, подключенными к отдельным вычислительным подсистемам. В результате этого все данные прозрачно доступны пользователям каждой из этих подсистем. Данная архитектура обеспечивает более высокий уровень масштабируемости, чем системы с разделением памяти (СРП), и позволяет легко организовать поддержки работы большого количества процессоров. Однако оптимальной производительности удается достичь только в том случае, если требуемые данные хранятся локально. Следует отметить, что СБР в некоторых случаях относят к распределенным СУБД, однако в параллельных системах (в том числе и СБР) размещение данных диктуется исключительно соображениями производительности. Более того, узлы (сайты) РСУБД обычно:
Разделены географически;
Независимо администрируются;
Соединены между собой относительно медленными сетевыми соединениями.
Тогда как узлы параллельной СУБД чаще всего располагаются на одном и том же компьютере или в пределах одного и того же сайта.
Рис. 1.4. Архитектура систем с параллельной обработкой без разделения памяти