معماريهاي مختلف پايگاه داده ها مهدي سرمدي اشکان ناصري

ها داده پايگاه مختلف معماريهاي

سرمدي مهديناصري اشکان

اهداف

پایگاه داده موازی چگونه و چرا؟ •

پایگاه داده مشتری-خدمتگذار چیست؟ •

سیستم های توزیع شده چرا بوجود آمد؟•

مزایای سیستم توزیع شده چیست؟ •

معایب سیستم های توزیع شده چیست؟ •

هاي سيستمموازي

موازي داده پايگاهموازي داده پايگاه مزاياي

پاسخگويي زمان بهبود

ها جستجو سطح در موازي پردازش

موازي صورت به را مختلف تراکنشهاي توانيم ميکنيم .پردازش

وري بهره بهبود

جستجو داخل در موازي پردازش

به را جستجو يک مختلف هاي بخش توانيم ميکنيم پردازش موازي .صورت

واقعي افزايش

آل – ايده خطي افزايش

ها پردازنده تعداد

هني

ثاره

درها

شکن

راتاد

عدت

1000/Sec

5 CPUs

2000/Sec

10 CPUs 16 CPUs

1600/Sec

موازي داده پايگاهسرعت افزايش بررسي

10 CPUs2 GB Database

داده پايگاه اندازه و ها پردازنده تعداد

هني

ثاره

درها

شکن

راتاد

عدت

- آل ايده خطي افزايشواقعي افزايش

1000/Sec

5 CPUs1 GB Database

900/Sec

موازي معماريها پردازنده افزايش بررسي

MEMORYCPU

CPU

CPU

CPU

CPU

CPU

حافظه گذاشتن اشتراک به با موازي معماري

CPU

CPU

CPU

CPU

CPU

CPU

ديسک گذاشتن اشتراک يه با موازي معماري

M

M

M

M

M

M

اشتراک بدون موازي معماري

CPUM

CPUM

CPUM

CPU M

CPU M

سيستم هاي

متمرکز

DUMB

DUMB

DUMB

هکشب

ها پايانه

اصلي کامپيوتر

ها داده نمايش منطقها داده پردازش منطقها داده نگهداري منطق

معماري مشتري- خدمتگذار

Client/Server

- خدمتگذار مشتري معماري

کاربر ✔ واسط مديريتکاربر ✔ هاي داده دريافتسيستم ✔ کل هاي کاربري از بخشي پردازشداده ✔ پايگاه مخصوص هاي درخواست توليدداده ✔ پايگاه به ها درخواست ارسالداده ✔ پايگاه از نتايج دريافت

کاربر ✔ به نتايج نمايش

CLIENT PROCESS

معماري مشتري- خدمتگذار

درخواست دریافت

ها داده پردازش

جامعیت قواعد بررسی

همزمانی کنترل

ها جستجو بخشی بهبود

امنیت کنترل

حفاظتی ها روتین اجرای

مشتری به نتایج ارسال

SERVER PROCESS

- خدمتگذار مشتري - معماري خدمتگذار مشتري CLIENTمعماري#1

CLIENT#2

CLIENT#3

ها داده نمايش منطق

ها داده پردازش منطق

ها داده منطق

(FAT CLIENT)

D/BASE

SERVER

D/BASE

SERVER

Data Request Data Response

خدمتگذار - مشتري خدمتگذار - معماري مشتري CLIENTمعماري#1

CLIENT#2

CLIENT#3

ها داده نمايش منطق

ها داده پردازش منطقها داده نگهداري منطق

(THIN CLIENT)

PL

/SQ

L

هاي سيستمشده توزيع

داده • پايگاه از اي مجموعه شده توزيع داده پايگاه يکصورت به هم با که است مرتبط هم به منطقا هاي

Transparent ارتباطند .در

• Transparent به بتواند کاربر که اينست معني به بودناو ديد از که نوعي به ها پايگاه تمامي در ها داده تمامي

باشد داشته دسترسي داريم داده پايگاه .يک

فيزيکي • مکان از مستقل صورت به بايد طراحيها داده مکان در جابجايي که باشد اي گونه به ها داده

نرساند ضرر کاربر .به

شده توزيع داده پايگاهچيست؟ شده توزيع داده پايگاه

WA

NLAN

CLIENT CLIENT

CLIENT CLIENT

DB

MS

شده توزيع داده پايگاه شده معماري توزيع داده پايگاه معماري

LAN

CLIENT CLIENT

CLIENT CLIENT

DB

MS

Mashhad

CLIENT CLIENT

CLIENT

DB

MS

Tehran

CLIENT

CLIENT CLIENT

CLIENT

DB

MS

Kish

CLIENT

CLIENT

CLIENT

Shiraz

DB Computer Network

Site 2

Site 1

GSC

DDBMS

DC LDBMS

GSC

DDBMS

DC

LDBMS = Local DBMS DC = Data Communications GSC = Global Systems Catalog DDBMS = Distributed DBMS

توزيع شده DBMS اجزاي يک

Distributed Travel Reservation System

Client ClientClientClient

ResourceManager

Flights

ResourceManager

Hotels

ResourceManager

Cars

WorkflowController

TransactionManager

کاهش هزينه ارتباطات •اکثر دسترسي ها به داده هاي محلي است و هزينه ها کمتر است

قدرت پردازش بيشتر •در اين معماري به جاي اينکه يک سرور مسئوليت کل پايگاه داده ها را بر عهده داشته باشد، چند سرور همان مسئوليت

.را بعهده دارند( از بين بردن اتکا به يک دستگاه)سرور •

اگر يکي از سرورها از کار بيفتد، به جاي اينکه کل سيستم از کار بيفتد تنها بخشي از داده ها را که روي آن سرور بوده از

دست ميدهيم و بقيه داده ها در دسترس خواهند بود

قابليت توسعه •با افزايش حجم کل پايگاه داده ها تطبيق براحتي قابل انجام

. است

پايگاه داده هاي توزيع شدهمزايا

( Data Allocation )تخصيص داده ها •

( Data Fragmentation)قطعه بندي داده ها •

مديريت کاتالوگ توزيع شده •

تراکنشهاي توزيع شده •

پرس و جوهاي توزيع شده •

پايگاه داده هاي توزيع شدهموضوعات مهم

مراجعات 1. بودن محلياست؟ نزديک دارند نياز آن به که محلهايي به داده آيا

بودن 1. دسترس در و بودن اطمينان قابلحل راه اين مي fault toleranceآيا افزايش را ها داده بودن دسترس در و

دهد؟

کارايي 2.کند؟ مي کمک سيستم بازده افزايش و گلوگاهها کردن کم به حل راه آيا

.1 ( ها داده ذخيره هاي (storage costsهزينه

ارتباطات 2. هزينهدارد؟ شبکه ترافيک بر تاثيري چه انتخابي حل راه

پايگاه داده هاي توزيع شدهتخصيص داده ها معيارهاي

نوع استفاده •ها استفاده مي کنندview برنامه ها معموال به جاي کل رابطه از

بازدهي •اگر داده به محلي که مورد استفاده قرار مي گيرد نزديک

باشد بازدهي بيشتر است

امنيت •داده هايي که در برنامه هاي محلي استفاده اي ندارد در سرور

آن محل نگهداري نميشوند

پايگاه داده هاي توزيع شدهچرا داده ها را قطعه بندي کنيم؟

پايگاه داده هاي توزيع شدهقطعه بندي افقي داده ها

333.00TEHRANKHAN456

500.00SHIRAZONO400

340.14SHIRAZGREEN350

23.17TEHRANSMITH345

200.00SHIRAZGRAY324

1000.00TEHRANJONES200

BALANCEBRANCHCUSTOMERACCOUNT

Horizontal Fragmentation: Consists of a Restriction on a Relation.

e.g., ( branch = ‘TEHRAN’ Account)

پايگاه داده هاي توزيع شدهقطعه بندي افقي داده ها

TEHRAN

TEHRAN

TEHRAN

333.00KHAN456

23.17SMITH345

1000.00JONES200

BALANCEBRANCHCUSTOMERACCT NO.

SHIRAZ

SHIRAZ

SHIRAZ

500.00ONO400

340.14GREEN350

200.00GRAY324

BALANCEBRANCHCUSTOMERACCT NO.

TEHRAN BRANCH

SHIRAZ BRANCH

پايگاه داده هاي توزيع شدهقطعه بندي عمودي داده ها

KJTR78KHA456T0208-500-5821TEHRANKHAN456

ZZEE56GRA324S0208-545-7528SHIRAZGRAY324

XXYY22JON200T0208-500-9000TEHRANJONES200

PASSWORDLOGINPHONE NOSITENAMES#

Vertical Fragmentation: Consists of a Projection on a Relation.

e.g., ( S#, NAME, SITE, PHONE NO Student)

پايگاه داده هاي توزيع شدهقطعه بندي عمودي داده ها

TEHRAN

SHIRAZ

TEHRAN

KHAN456

GRAY324

0208-500-5821

0208-545-7528

0208-500-9000JONES200

PHONE NO.SITENAMES#

KJTR78

ZZEE56

XXYY22

KHA456T456

GRA324S324

JON200T200

PASSWORDLOGIN-IDS#

STUDENT ADMINISTRATION

NETWORK ADMINISTRATION

پايگاه داده هاي توزيع شدهمديريت کاتالوگ توزيع شده

Centralized Global )کاتالوگ جامع متمرکز •Catalog)

يک سايت کاتالوگ کامل را نگهداري مي کند و تمام در کاتالوگ محلي هر سايت بايد در سايتي که کاتالوگ جامع

.نگهداري مي شود ذخيره شودکارايي بد •• Single Point of Failureاصل خودگرداني سايتها را نقض مي کتد •

(Dispersed Catalog )کاتالوگ پراکنده •

کاتالوگ جامع فيزيکي نداريم و هر سايت براي يافتن اطالعات مورد نظر کاتالوگ سايتهاي ديگر را جستجو مي

.کندسربار زياد •

پايگاه داده هاي توزيع شدهمديريت کاتالوگ توزيع شده

Replicated )کاتالوگ جامع تکرار شده •Global Catalog)

را نگهداري مي کند. DB هر سايت يک کاتالوگ جامع از کل

سرعت بيشتر مي شود ولي نگهداري و بروز رساني اين .کاتالوگها هزينه زيادي دارد

Local-Master کاتالوگ •

هر سايت هم کاتالوگ محلي خود و هم کاتالوگي از تمام شده ( Replicate)داده هاي خود را که در سايتهاي ديگر تکرار

.اند را نگهداري مي کندبازده نسبتا خوب • اصل خودگرداني سايتها را نقض نمي کند•نداريم single point of failure در سيستم •

AT

OM

IC D

IST

RIB

UT

ED

TR

AN

SA

CT

ION

پايگاه داده هاي توزيع شدهتراکنشهاي توزيع شده

TEHRAN DB

SHIRAZ DB

Kish DB

TEHRANDBMS

TEHRANClient

TEHRANClient

TEHRANClient

SHIRAZDBMS

KishDBMS

Global Transaction

(a) Debit TEHRAN A/C $500(b) Credit SHIRAZ A/C $350(c) Credit Kish A/C $150

(a)

(b)

(c)

پايگاه داده هاي توزيع شدهمعايب پايگاه داده هاي توزيع شده

پيچيدگي معماري

هزينه

امنيت

کنترل جامعيتپيچيده تر است

کمبود استانداردها

طراحي DB پيچيدهتر است

پايان