Chương 5: Giới thiệu mô hình cơ sơ dữ liệu phân tán

5.1 Các cách tiếp cận cho việc phân bố dữ liệu

Có nhiều cách tiếp cận khác nhau cho việc phân bố dữ liệu

5.1.2 Cơ sở dữ liệu từ xa

CSDL từ xa là một CSDL ở trên một máy tính khác với máy tính của người dùng và được truy cập nhờ vào các lệnh truyền thông được xác định bởi người dùng.

CSDL từ xa được quản trị bởi một hệ QTCSDL trên máy chủ, còn các CSDL riêng được quản trị bởi một phiên bản - micro của cùng hệ QTCSDL trên một trạm làm việc

Việc truy cập từ xa giới hạn được việc tra cứu thông tin, các phép cập nhập được làm tập trung.

5.1.3 Cơ sở dữ liệu liên hiệp

Cơ sở dữ liệu liên hiệp nhằm đưa ra giải pháp nới lỏng ràng buộc kết nối chặt chẽ giữa các CSDL cục bộ và cung cấp cho người dùng một ngôn ngữ để định nghĩa các mối quan hệ giữa các CSDL khác nhau và thao tác trên nhiều cơ sở dữ liệu cùng một lúc. Một ngôn ngữ như vậy được gọi làm một ngôn ngữ đa cơ sở dữ liệu.

Một đa CSDL là một liên hiệp các CSDL, trong đó các CSDL cục bộ không được tích hợp thành chỉ một CSDL mà là liên tác, trong phạm vi chúng có thể trao đổi dữ liệu và cùng thao tác những dữ liệu đó nhờ vào mọi ngôn ngữ đa cơ sở.

Một CSDL liện hiệp không nhất thiết phải phân tán trên nhiều máy và cách tiếp cận này nhằm ưu tiên người dùng thao tác dữ liệu trên CSDL riêng của người đó.

Một hệ QTCSDL liên hiệp khác với một hệ QTCSDLPT ở những điểm chính sau:

-Nó không quản lý từ điển dữ liệu tổng thể.

-Nó hỗ trợ một ngôn ngữ để định nghĩa các phụ thuộc có thể có giữa các CSDL khác nhau.

-Nó hỗ trợ một ngôn ngữ để định nghĩa và thao tác các CSDL thuộc liên hiệp

5.1.4 Cơ sở dữ liệu song song

Một CSDL song song có thể được hiểu là là một CSDLPT thuần nhất, trong đó các trạm là các nút của một máy tính song song và trao đổi liên lạc với nhau bằng các thông báo.

Sự khác nhau cơ bản giữa một CSDL song song và một CSDLPT thuần nhất là một nút của một máy tính song song không là một trạm mà tại đó người dùng có thể thực thi được một chương trình ứng dụng.

5.2 Các mục tiêu của hệ quản trị CSDLPT

Một CSDLPT có thể cung cấp các mức độc lập khác nhau nhằm đóng góp vào mục tiêu chung: làm cho việc sử dụng một CSDLPT không khó hơn sử dụng một CSDL tập chung.

5.2.1 Tính độc lập đối với sự phân bố dữ liệu

Người sử dụng CSDL có thể không quan tâm tới sự phân tán của dữ liệu, thông tin về sự phân bố của dữ liệu được giữ trong từ điển dữ liệu và được HQTCSDL tham khảo để xác định vị trí các quan hệ có liên quan.

Sự trong suốt đối với sự định vị của dữ liệu cung cấp tính độc lập vật lý đối với môi trường phân tán, và như vậy khi cần tổ chức lại vật lý của CSDL phải chuyển dịch các quan hệ từ trạm này sang trạm khác.

5.2.2 Tính độc lập đối với sự phân đoạn

Việc truy cập tới dữ liệu thường được xác định trên các quan hệ con được gọi là các đoạn

Các đoạn có thể được lưu trữ ở các trạm khác nhau, việc phân đoạn làm tăng tính hiệu quả của một CSDLPT vì nó cho phép làm dễ dàng các truy cập địa phương.

Tính độc lập đối với các phân đoạn giấu người dùng việc các dữ liệu đã được phân đoạn.

5.2.3 Tính độc lập đối với việc nhân bản

Một đoạn được nhân bản khi tồn tại hai hay nhiều hơn các bản sao của nó, mỗi bản sao được lưu trữ trên một trạm khác nhau. Sự nhân bản như vậy được điều khiển bởi hệ thống làm dữ liệu có tính sẵn dùng cao, cải tiến hiệu năng truy cập.

Tính độc lập đối với nhân bản dữ liệu khiến người dùng không thấy là có nhân bản mà chỉ nhìn thấy các quan hệ không có nhân bản.

5.2.4 Tính độc lập đối với các hệ QTCSDL

Cho phép dấu sự kiện là các hệ QTCSDL địa phương có thể khác nhau, mục tiêu này rất khó thực hiện với các CSDLPT không thuần nhất. Giải pháp là dùng một mô hình trụ cột và một bộ trình dịch giữa mô hình trụ cột và mô hình của hệ QTCSDL khác.

5.2.5 Tính tự trị của các trạm

Đây là một mục tiêu cho phép mỗi trạm điều khiển và thao tác dữ liệu địa phương của nó độc lập với các trạm khác.

Ưu việt của tính tự trị của trạm là việc quản trị của CSDL địa phương có thể hoàn toàn phi tập trung.

5.2.6 Tính mở rộng

Tính mở rộng được của một CSDLPT là khả năng tăng trưởng bằng việc đưa thêm các trạm mới vào trong mạng với tác động tối thiểu lên các CSDL địa phương và các chương trình ứng dụng hiện có.

5.2.7 Hiệu năng

Đây là vấn đề sống còn của cách tiếp cận CSDLPT. Một vấn đề cốt yếu là phân đoạn và nhân bản dữ liệu sao cho khai thác tốt tính song song.

6. Kiến trúc của một hệ CSDLPT

6.1 Mô hình kiến trúc của hệ phân tán khách/đại lý - client/server

Đặc trưng của hệ này là chức năng của hệ thống được chia làm hai lớp:

-Chức năng đại lý

-Chức năng khách hàng

Trong hệ thống khách đại lý các thao tác xử lý dữ liệu đáp ứng yêu cầu của khách hàng đều được thực hiện bởi chức năng đại lý, chỉ có kết quả được gửi trả cho khách hàng.

Hệ khách có các tầng:

-Giao diện tương tác với người sử dụng, các chương trình ứng dụng

-Các phần mềm mạng có chức năng truyền tin

-Tầng kiểm soát ngữ nghĩa của dữ liệu

Hệ đại lý có các tầng:

-Các phần mềm mạng có chức năng truyền tin

-Tầng kiểm soát ngữ nghĩa của dữ liệu

-Tầng tối ưu hóa câu hỏi

-Tầng quản lý các giao tác.

-Tầng quản lý khôi phục

-Tầng hỗ trợ thực thi

-Hệ điều hành quản lý chung vào giao tiếp với cơ sở dữ liệu vật lý

Hệ client/server có ưu điểm là quản lý dữ liệu tập trung , trên đường truyền chỉ có các gói tin yêu cầu và các kết quả đáp ứng câu hỏi, giảm tải khối lượng truyền tin trên mạng

6.2 Mô hình hệ phân tán ngang hàng

Đặc điểm nổi bật của hệ thống này là dữ liệu được tổ chức ở các nút có chức năng như nhau, đồng thời sự tổ chức dữ liệu ở các nút này lại có thể rất khác nhau, từ đó cần phải có:

+ Định nghĩa dữ liệu tại mỗi vị trí: tại mỗi nút này phải xây dựng lược đồ dữ liệu cục bộ

+ Mô tả cấu trúc logic toàn cục: lược đồ khái niệm toàn cục

+ Mô tả cấu trúc logic tại mỗi vị trí, điều này xảy ra do nhân bản và phân mảnh, gọi là lược đồ khái niệm cục bộ

+ Mô tả cấu trúc dữ liệu của các ứng dụng gọi là lược đồ ngoại giới

Cấu trúc của hệ thống bao gồm hai phần chính: bộ phân tiếp nhận người dùng và bộ phân xử lý dữ liệu. Hai modun này được đặt chung trên mỗi máy chứ không tách biệt như hệ thống khách/đại lý.

6.3 Mô hình hệ phân tán phức hợp

Sự khách biệt so với hệ phân tán ngang hàng là ở chỗ phức hệ không có một lược đồ khái niệm toàn cục