Принципиальная характеристика тиражирования данных (Data Replication – DR) заключается в отказе от физического распределения данных. Суть DR состоит в том, что любая база данных (как для СУБД, так и для работающих с ней пользователей) всегда является локальной; данные размещаются локально на том узле сети, где они обрабатываются; все транзакции в системе завершаются локально.

Тиражирование данных – это асинхронный перенос изменений объектов исходной базы данных в базы, принадлежащим различным узлам распределенной системы. Функции DR выполняет, как правило, специальный модуль СУБД – сервер тиражирования данных, называемый репликатором (так устроены СУБД CA-OpenIngres и Sybase). В Informix-OnLine Dynamic Server репликатор встроен в сервер:

В Informix-OnLine DS 7.1 поддерживается только одна модель тиражирования – полное отображение данных с основного сервера на вторичный для обеспечения высокой доступности данных. В последующих версиях серверных продуктов Informix планируется реализация более развитых средств, которые позволят решать широкий круг задач распределенной обработки данных.

 В конфигурации серверов Informix-OnLine DS с тиражированием выделяется один основной и один вторичный сервер. На основном сервере выполняется и чтение, и обновление данных, а все изменения передаются на вторичный сервер, который доступен только на чтение (Рис. 2). В случае отказа основного сервера вторичный автоматически или вручную переводится в режим доступа на чтение и запись (Рис. 3). Прозрачное перенаправление клиентов при отказе основного сервера не поддерживается, но оно может быть реализовано в рамках приложений.

Тиражирование. Основной сервер доступен на чтение и запись, вторичный - только на чтение.

Когда основной сервер выходит из строя, вторичный переводится в режим доступа на чтение, и на запись.

Oracle 7 для использования DR необходимо приобрести дополнительно к Oracle7 DBMS опцию Replication Option.

Специфика механизмов DR зависит от используемой СУБД. Простейший вариант DR - использование "моментальных снимков" (snapshot). Рассмотрим пример из Oracle:

CREATE SNAPSHOT unfilled_orders

REFRASH COMPLETE

START WITH TO_DATE ('DD-MON-YY HH23:MI:55')

NEXT SYSDATE + 7

AS SELECT customer_name, customer_address, order_date

FROM customer@paris, order@london

WHERE customer.cust_name = order.customer_number AND

order_complete_flag = "N";

 «Моментальный снимок» в виде горизонтальной проекции объединения таблиц customer и order будет выполнен в 23:55 и будет повторятся каждые 7 дней. Каждый раз будут выбираться только завершенные заказы.

Реальные схемы тиражирования, разумеется, устроены более сложно. В качестве базиса для тиражирования выступает транзакция к базе данных. В то же время возможен перенос изменений группами транзакций, периодически или в некоторый момент времени, что дает возможность исследовать состояние принимающей базы на определенный момент времени.

Детали тиражирования данных полностью скрыты от прикладной программы; ее функционирование никак не зависят от работы репликатора, который целиком находится в ведении администратора базы данных. Следовательно, для переноса программы в распределенную среду с тиражируемыми данными не требуется ее модификации. В этом, собственно, состоит качество 6 в определении Дэйта.

Синхронное обновление DDB и DR-технология - в определенном смысле антиподы. Краеугольный камень первой - синхронное завершение транзакций одновременно на нескольких узлах распределенной системы, то есть синхронная фиксация изменений в DDB. Ee "Ахиллесова пята" - жесткие требования к производительности и надежности каналов связи. Если база данных распределена по нескольким территориально удаленным узлам, объединенным медленными и ненадежными каналами связи, а число одновременно работающих пользователей составляет сотни и выше, то вероятность того, что распределенная транзакция будет зафиксирована в обозримом временном интервале, становится чрезвычайно малой. В таких условиях (характерных, кстати, для большинства отечественных организаций) обработка распределенных данных практически невозможна.

DR-технология не требует синхронной фиксации изменений, и в этом ее сильная сторона. В действительности далеко не во всех задачах требуется обеспечение идентичности БД на различных узлах в любое время. Достаточно поддерживать тождественность данных лишь в определенные критичные моменты времени. Можно накапливать изменения в данных в виде транзакций в одном узле и периодически копировать эти изменения на другие узлы.

Налицо преимущества DR-технологии. Во-первых, данные всегда расположены там, где они обрабатываются - следовательно, скорость доступа к ним существенно увеличивается. Во-вторых, передача только операций, изменяющих данные (а не всех операций доступа к удаленным данным), и к тому же в асинхронном режиме позволяет значительно уменьшить трафик. В-третьих, со стороны исходной базы для принимающих баз репликатор выступает как процесс, инициированный одним пользователем, в то время как в физически распределенной среде с каждым локальным сервером работают все пользователи распределенной системы, конкурирующие за ресурсы друг с другом. Наконец, в-четвертых, никакой продолжительный сбой связи не в состоянии нарушить передачу изменений. Дело в том, что тиражирование предполагает буферизацию потока изменений (транзакций); после восстановления связи передача возобновляется с той транзакции, на которой тиражирование было прервано.

DR-технология данных не лишена недостатков. Например, невозможно полностью исключить конфликты между двумя версиями одной и той же записи. Он может возникнуть, когда вследствие все той же асинхронности два пользователя на разных узлах исправят одну и ту же запись в тот момент, пока изменения в данных из первой базы данных еще не были перенесены во вторую. При проектировании распределенной среды с использованием DR-технологии необходимо предусмотреть конфликтные ситуации и запрограммировать репликатор на какой-либо вариант их разрешения. В этом смысле применение DR-технологии - наиболее сильная угроза целостности DDB. На мой взгляд, DR-технологию нужно применять крайне осторожно, только для решения задач с жестко ограниченными условиями и по тщательно продуманной схеме, включающей осмысленный алгоритм разрешения конфликтов.

Многозвенная архитектура

Архитектура клиент-сервер

 Распределенные системы — это системы клиент-сервер. Существует, по меньшей мере, три модели клиент-сервер:

 * модель доступа к удаленным данным (RDA-модель);

 * модель сервера базы данных (DBS-модель);

 * модель сервера приложений (AS-модель).

Первые две модели являются двухзвенными и не могут рассматриваться в качестве базовой модели распределенной системы. Третья модель — трехзвенная. Она (как и все многозвенные модели) хороша тем, что в ней интерфейс работы с пользователем полностью независим от компонента обработки данных. Собственно, трехзвенной ее можно считать постольку, поскольку в ней явно выделены:

 * компонент интерфейса с пользователем;

 * программное обеспечение промежуточного слоя (middleware);

 * компонент управления данными.

 Middleware — это главный компонент трехзвенных распределенных систем. Он выполняет функции управления транзакциями и коммуникациями, транспортировки запросов, управления именами и иные функции.

Существует фундаментальное различие между технологией типа «сервер запросов—клиент запросов» и трехзвенными технологиями. В первом случае клиент явным образом запрашивает данные, зная структуру базы данных (имеет место так называемая «поставка данных» клиенту). Клиент передает СУБД, например, SQL-запрос, а в ответ получает данные. Осуществляется жесткая связь типов, для реализации которой все СУБД используют закрытый SQL-канал. Он строится двумя процессами: SQL/Net на компьютере-клиенте и SQL/Net на компьютере-сервере и порождается по инициативе клиента оператором connect. Канал называется закрытым в том смысле, что невозможно, например, написать программу, которая будет шифровать SQL-запросы по специальному алгоритму или другим образом будет вмешиваться в процесс передачи данных между клиентским и серверным приложением.

В случае трехзвенной схемы клиент явно запрашивает один из сервисов (предоставляемых прикладным компонентом), например, передавая ему некоторое сообщение, и получает ответ также в виде сообщения. Клиент направляет запрос во внешнюю среду, ничего не зная о месте расположения сервиса. Имеет место так называемая «поставка функций» клиенту.

Для клиента сама база данных видна исключительно посредством набора сервисов. Более того, он вообще ничего не знает о ее существовании, т. к. все операции над базой данных выполняются внутри сервисов.

 Таким образом, речь идет о двух принципиально разных подходах к построению информационных систем клиент-сервер. Двухзвенная архитектура на сегодняшний день может считаться достаточно устаревшей и, в связи с развитием распределенных информационных систем, постепенно отходит на второй план. И если для быстрого создания несложных приложений с небольшим числом пользователей этот метод подходит как нельзя лучше, то при построении корпоративных распределенных информационных систем он абсолютно непригоден в силу вышеперечисленных причин.

Заключение

Сегодня можно считать, что распределенные базы данных - тема достаточно локальная и далеко не так актуальная, как архитектура распределенных систем. В DDB-технологии за последние 2-3 года не было каких-либо существенных новаций (за исключением, быть может, технологии тиражирования данных). Можно считать, что в этой сфере информатики все более или менее устоялось и каких-либо революционных шагов не предвидится. Более интересное направление (включающее DDB) - архитектура, проектирование и реализация распределенных информационных систем. "Горячие" темы в этом направлении - системы с трехзвенной архитектурой, продукты класса middleware, объектно-ориентированные средства разработки распределенных приложений в стандарте CORBA. Их активное применение будет доминировать в отечественной информатике в ближайшие 3-5 лет и станет технологической базой реальных интеграционных проектов.

Мне кажется, что революция произойдет в архитектуре корпоративных информационных систем. Технологический взрыв в Intertet, создание и супербурное развитие Всемирной паутины, технология Java, неизбежно отразятся на организации инфраструктуры корпораций. На мой взгляд, очевидные преимущества гипертекстовой организации данных (гибкость, открытость, простота развития и расширения) перед жесткими структурами реляционных баз данных, по своей природе плохо приспособленными для расширения, предопределяют использование HTML в качестве одного из основных средств создания информационного пространства компании. Подход, опирающийся на гипертексты, позволяет без особых проблем интегрировать уже существующие информационные массивы, хранящиеся в базах данных. То, что сейчас называют Intranet - это прообраз будущей корпоративной информационной системы.

Список литературы

http://www.zeiss.net.ru/docs/dbms/oracle/oraclepr_03.htm

http://jonni3.narod.ru/I_Progr/gl4/gl4.html

http://www.citforum.ru/database/kbd96/45.shtml