Dağıtılmış DBMS - Veritabanı Ortamları
Eğitimin bu bölümünde, dağıtılmış veritabanı ortamlarının tasarlanmasına yardımcı olan farklı yönleri inceleyeceğiz. Bu bölüm, dağıtılmış veri tabanlarının türleriyle başlar. Dağıtılmış veritabanları, başka bölümlere sahip homojen ve heterojen veritabanları olarak sınıflandırılabilir. Bu bölümün sonraki bölümü, dağıtılmış mimarileri, yani istemci - sunucu, eşler arası ve çoklu DBMS'yi tartışır. Son olarak, çoğaltma ve parçalama gibi farklı tasarım alternatifleri tanıtılır.
Dağıtılmış Veri Tabanı Türleri
Dağıtılmış veritabanları, aşağıdaki çizimde gösterildiği gibi, her biri başka alt bölümlere sahip olan homojen ve heterojen dağıtılmış veritabanı ortamları olarak genel olarak sınıflandırılabilir.
Homojen Dağıtılmış Veritabanları
Homojen dağıtılmış bir veritabanında, tüm siteler aynı DBMS ve işletim sistemlerini kullanır. Özellikleri -
Siteler çok benzer yazılımlar kullanıyor.
Siteler, aynı satıcıya ait özdeş DBMS veya DBMS kullanır.
Her site diğer tüm sitelerden haberdardır ve kullanıcı isteklerini işlemek için diğer sitelerle işbirliği yapar.
Veritabanına tek bir veritabanı gibi tek bir arayüz üzerinden erişilir.
Homojen Dağıtılmış Veritabanı Türleri
İki tür homojen dağıtılmış veritabanı vardır -
Autonomous- Her veritabanı bağımsızdır ve kendi başına çalışır. Kontrol edici bir uygulama ile entegre edilirler ve veri güncellemelerini paylaşmak için mesaj geçişini kullanırlar.
Non-autonomous - Veriler homojen düğümler arasında dağıtılır ve merkezi veya ana DBMS, sitelerdeki veri güncellemelerini koordine eder.
Heterojen Dağıtılmış Veritabanları
Heterojen dağıtılmış bir veritabanında, farklı sitelerin farklı işletim sistemleri, DBMS ürünleri ve veri modelleri vardır. Özellikleri -
Farklı siteler, farklı şemalar ve yazılımlar kullanır.
Sistem, ilişkisel, ağ, hiyerarşik veya nesne yönelimli gibi çeşitli DBMS'lerden oluşabilir.
Farklı şemalar nedeniyle sorgu işleme karmaşıktır.
Farklı yazılımlar nedeniyle işlem işleme karmaşıktır.
Bir site diğer sitelerden haberdar olmayabilir ve bu nedenle kullanıcı isteklerini işleme koymada sınırlı işbirliği vardır.
Heterojen Dağıtılmış Veritabanlarının Türleri
Federated - Heterojen veritabanı sistemleri, doğaları gereği bağımsızdır ve tek bir veritabanı sistemi olarak işlev görmeleri için birlikte entegre edilmiştir.
Un-federated - Veritabanı sistemleri, veritabanlarına erişilen merkezi bir koordinasyon modülü kullanır.
Dağıtılmış DBMS Mimarileri
DDBMS mimarileri genellikle üç parametreye bağlı olarak geliştirilir -
Distribution - Verilerin farklı sitelerdeki fiziksel dağılımını belirtir.
Autonomy - Veritabanı sisteminin kontrol dağılımını ve her bir kurucu DBMS'nin bağımsız olarak çalışabilme derecesini gösterir.
Heterogeneity - Veri modellerinin, sistem bileşenlerinin ve veritabanlarının tekdüzeliğini veya farklılığını ifade eder.
Mimari Modeller
Yaygın mimari modellerden bazıları şunlardır:
- İstemci - DDBMS için Sunucu Mimarisi
- DDBMS için Eşler Arası Mimari
- Çoklu - DBMS Mimarisi
İstemci - DDBMS için Sunucu Mimarisi
Bu, işlevselliğin sunuculara ve istemcilere bölündüğü iki seviyeli bir mimaridir. Sunucu işlevleri temel olarak veri yönetimi, sorgu işleme, optimizasyon ve işlem yönetimini kapsar. İstemci işlevleri temel olarak kullanıcı arayüzünü içerir. Ancak, tutarlılık kontrolü ve işlem yönetimi gibi bazı işlevleri vardır.
İki farklı istemci - sunucu mimarisi -
- Tek Sunucu Çoklu İstemci
- Çoklu Sunucu Çoklu İstemci (aşağıdaki diyagramda gösterilmiştir)
DDBMS için Eşler Arası Mimari
Bu sistemlerde, her bir eş, veritabanı hizmetlerini sağlamak için hem bir istemci hem de bir sunucu görevi görür. Akranlar kaynaklarını diğer akranlarıyla paylaşır ve faaliyetlerini koordine eder.
Bu mimarinin genellikle dört seviyeli şeması vardır -
Global Conceptual Schema - Verilerin genel mantıksal görünümünü gösterir.
Local Conceptual Schema - Her sitedeki mantıksal veri organizasyonunu gösterir.
Local Internal Schema - Her sitedeki fiziksel veri organizasyonunu gösterir.
External Schema - Verilerin kullanıcı görünümünü gösterir.
Çoklu - DBMS Mimarileri
Bu, iki veya daha fazla özerk veritabanı sisteminden oluşan bir koleksiyondan oluşan entegre bir veritabanı sistemidir.
Çoklu DBMS, altı şema seviyesiyle ifade edilebilir -
Multi-database View Level - Entegre dağıtılmış veritabanının alt kümelerinden oluşan birden fazla kullanıcı görünümünü gösterir.
Multi-database Conceptual Level - Global mantıksal çoklu veritabanı yapısı tanımlarından oluşan entegre çoklu veritabanını gösterir.
Multi-database Internal Level - Farklı sitelerdeki veri dağıtımını ve çoklu veritabanı ile yerel veri eşlemesini gösterir.
Local database View Level - Yerel verilerin genel görünümünü gösterir.
Local database Conceptual Level - Her sitedeki yerel veri organizasyonunu gösterir.
Local database Internal Level - Her sitedeki fiziksel veri organizasyonunu gösterir.
Çoklu DBMS için iki tasarım alternatifi vardır -
- Çoklu veritabanı kavramsal düzeyi ile modelleyin.
- Çoklu veritabanı kavramsal seviyesi olmayan model.
Tasarım Alternatifleri
Bir DDBMS'deki tablolar için dağıtım tasarım alternatifleri aşağıdaki gibidir -
- Kopyalanmamış ve parçalanmamış
- Tamamen kopyalandı
- Kısmen kopyalandı
- Fragmented
- Mixed
Çoğaltılmamış ve Parçalanmamış
Bu tasarım alternatifinde, farklı sitelere farklı masalar yerleştirilir. Veriler, en çok kullanıldığı siteye yakın olacak şekilde yerleştirilir. Farklı sitelere yerleştirilen tablolardaki bilgileri birleştirmek için gereken sorgu yüzdesinin düşük olduğu veritabanı sistemleri için en uygun olanıdır. Uygun bir dağıtım stratejisi benimsenirse, bu tasarım alternatifi, veri işleme sırasında iletişim maliyetinin azaltılmasına yardımcı olur.
Tamamen Kopyalanmış
Bu tasarım alternatifinde, her sitede, tüm veritabanı tablolarının bir kopyası saklanır. Her site, tüm veritabanının kendi kopyasına sahip olduğundan, sorgular çok hızlıdır ve ihmal edilebilir iletişim maliyeti gerektirir. Aksine, verilerdeki muazzam artıklık, güncelleme işlemleri sırasında büyük maliyet gerektirir. Bu nedenle, bu, çok sayıda sorgunun işlenmesi gereken ve veritabanı güncellemelerinin sayısının düşük olduğu sistemler için uygundur.
Kısmen Kopyalanmış
Tabloların kopyaları veya tablo kısımları farklı yerlerde saklanır. Tabloların dağılımı, erişim sıklığına göre yapılır. Bu, tablolara erişim sıklığının siteden siteye önemli ölçüde değiştiği gerçeğini dikkate alır. Tabloların (veya bölümlerinin) kopya sayısı, erişim sorgularının ne sıklıkla yürütüldüğüne ve erişim sorgularını oluşturan siteye bağlıdır.
Parçalanmış
Bu tasarımda bir tablo, parçalar veya bölümler olarak adlandırılan iki veya daha fazla parçaya bölünür ve her bir parça farklı yerlerde saklanabilir. Bu, bir tabloda depolanan tüm verilerin belirli bir sitede gerekli olmasının nadiren gerçekleştiği gerçeğini dikkate alır. Dahası, parçalanma paralelliği artırır ve felaketten daha iyi kurtarma sağlar. Burada, sistemdeki her parçanın yalnızca bir kopyası vardır, yani fazlalık veri yoktur.
Üç parçalama tekniği:
- Dikey parçalanma
- Yatay parçalanma
- Hibrit parçalanma
Karışık Dağıtım
Bu, parçalanma ve kısmi tekrarlamaların bir birleşimidir. Burada, tablolar başlangıçta herhangi bir biçimde (yatay veya dikey) parçalara ayrılır ve daha sonra bu parçalar, parçalara erişim sıklığına göre farklı siteler boyunca kısmen kopyalanır.