Bancos de Dados Distribuídos. Gabriel Resende Gonçalves 4 de fevereiro de 2014

Transcrição

1 Bancos de Dados Distribuídos Gabriel Resende Gonçalves 4 de fevereiro de 2014

2 Sumário Introdução; Vantagens e Desvantagens; Regras Básicas; Tipos de BDDs; Processamento de Transações; Recuperação de Falhas; Controle de Concorrência; Fragmentação de Dados; Replicação dos Dados; Conclusão. Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 2/29

3 Introdução "Banco de dados distribuído é uma coleção de várias bases de dados logicamente inter-relacionadas, distribuídas por uma rede de computadores." Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 3/29

4 Introdução Banco de Dados Distribuído - BDD. É normalmente representado por um grafo; Cada nó representa uma base de dados isolada; Relacionamento através de algum meio de comunicação; Distribuição transparente ao cliente; Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 4/29

5 Introdução Figura 1: Banco de Dados Distribuído Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 5/29

6 Empresas Figura 2: Utilização de BDDs Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 6/29

7 Vantagens Autonomia dos departamentos que controlam a base; Maior tolerância a falhas; Melhor performance; Infra-estrutura econômica; Modularidade (fraco acoplamento). Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 7/29

8 Desvantagens Maior complexidade; Instalação mais cara; Criptografia deve ser segura; Overhead de processamento (troca de mensagens na rede); Inexperiência. Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 8/29

9 Regras Básicas Em 1987, Christopher J. Date, autor da teoria de dados relacionais, criou 12 regras básicas que um SGBDD completo deve possuir. Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 9/29

10 Regras Básicas Autonomia local; Inexistência de um nó central; Operações contínuas (desligamentos, etc); Transparência ao usuário; Possibilidade de fragmentação dos dados; Dados devem ser replicados (backup); Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 10/29

11 Regras Básicas Processamento de consultas distribuídos; Gerenciamento de transações distribuídas (propriedades ACID mantidas); Independência de hardware; Independência de SO; Independência do protocolo de rede; Independência de SGBDD. Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 11/29

12 Tipos de BDDs Homogêneos: Utilizam o mesmo SGBD em todos os sistemas; Heterogêneos: Podem utilizar SGBDs diferentes e não precisam, necessariamente, serem todos relacionais Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 12/29

13 Processamento de Transações Uma transação é uma série ou lista de ações de leitura ou escrita de dados; Deve seguir as regras ACID(Atomicidade, Consistência, Isolamento e Durabilidade); Uma transação pode utilizar bases de dados de qualquer banco conectado; Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 13/29

14 Processamento de Transações Coordenador global é o SGBD que executa a transação; Coordendor local é o SGBD que recebe uma transação. Um banco de dados replicados encontra-se em um estado consistente, se todas as cópias de todos os itens de dados apresentam valores idênticos. Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 14/29

15 Recuperação de Falhas Podem ocorrer vários tipos de falhas: Falhas de Transações; Falhas de Sites; Falhas de Mídia; Falhas de Comunicação; Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 15/29

16 Recuperação de Falhas Protocolo de confirmação em duas fases (C2F); Confirmação acontece em cada banco isolado e depois repassada para o banco que iniciou a transação; Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 16/29

17 Recuperação de Falhas 1 - Coordenador global envia as modificações para os outros nós; 2 - Cada coordenador local faz as transações no seu próprio banco; 3 - Se alguma transação falhar, o coordenador local avisa o coordenador global que envia um sinal de GLOBAL ABORT para todos os outros nós. Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 17/29

18 Controle de Concorrência Usuário poderá fazer a requisição a qualquer base de dados que possua a informação desejada; Assim o BDD completo pode responder mais rapidamente a várias requisições; Deve-se ficar atento ao caso de um dado não estar consistente. Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 18/29

19 Fragmentação de Dados Existem duas formas de fragmentar os dados em um BDD: Fragmentação Horizontal; Fragmentação Vertical; Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 19/29

20 Fragmentação Vertical Na fragmentação vertical, cada tupla é divida; Cada conjunto de atributos é armazenado em um nó; Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 20/29

21 Fragmentação Vertical Figura 3: Exemplo de Fragmentação Vertical Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 21/29

22 Fragmentação Horizontal Na fragmentação horizontal, as tuplas não são divididas. A relação é divida em subconjuntos de tuplas e essas distribuídas. Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 22/29

23 Fragmentação Horizontal Figura 4: Exemplo de Fragmentação Horizontal Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 23/29

24 Replicação de Dados Existem duas maneiras de replicação dos dados: Replicação Síncrona; Replicação Assíncrona; Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 24/29

25 Replicação Síncrona Quando uma relação é atualizada, todas as suas cópias são atualizadas antes da transação efetuar o commit; A distribuição dos dados fica transparente ao usuário; Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 25/29

26 Replicação Assíncrona As cópias de uma relação só serão atualizadas periodicamente; Os usuários devem estar cientes desta distribuição pois as réplicas podem ficar inconsistentes por um tempo; Os SGBDDs atuais utilizam essa abordagem. Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 26/29

27 Conclusão Bancos de dados distribuídos são utilizados amplamente no mercado de hoje; Serviços essenciais ao usuário como o DNS fazem uso de BDDs; Apesar da sua instalação cara, eles são altamente indicados para empresas grandes; A confiabilidade de um sistema que faz uso de um BDD é maior. Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 27/29

28 Referências rogcosta/inf1341/bd3-bdd1.pdf; - Arquiteturas de SGBDD.pdf; - Gerenciamento de transacoes.pdf; - Concorrencia em BD Distribuidos.pdf; - Recuperacao de falhas.pdf; fernanda.baiao/bdddw/slides/03 - BDD - Visao Geral de Bancos de Dados Distribuidos.pdf. *Todos os sites foram acessados dia 31/01/2013. Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 28/29

29 Perguntas Gabriel Resende Gonçalves Universidade Federal de Ouro Preto 29/29