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Kriterium
Leistungsfähigkeit
B. Thalheim
Preprint BTU-Informatik-I-15-2003
Shared-nothing
- statische Datenpartitionierung bestimmt
Ausführungsort von DB-Operationen
- geringe Möglichkeiten zur Lastbalancierung oder Einsparung von Kommunikationsvorgängen
- besonders problematisch: ‘dominierende’
Transaktionstypen und DB-Bereiche
Erweiterbarkeit
Verfügbarkeit
Technische
Probleme
- neuer Rechner erfordert physische Neuaufteilung der Datenbank (N → N+1)
- besonders problematisch für nichtrelationale DBS
- Partition eines ausgefallenen Rechners
zunächst nicht mehr erreichbar
- Übernahme/Recovery der betroffenen Partition durch anderen Rechner vorzusehen (ggf.
Überlastungsgefahr)
- ortsverteilte Replikation ermöglicht schnelle
Katastrophen-Recovery
- Bestimmung der physischen DBPartitionierung
- verteilte Anfrageverarbeitung
- parallele Anfrageverarbeitung
- Behandlung replizierter Datenbanken
- verteiltes Commit-Protokoll
- globale Deadlock-Behandlung
- Lastverteilung, -balancierung
- Administration
- besondere Probleme in ortsverteilten Systemen (Netzwerkpartitionierungen, Knotenautonomie, ...)
Kapitel 8.
Verteilung
Shared-disk
- lokale Erreichbarkeit aller Daten wodurch
größere Möglichkeiten zur Lastbalancierung
entstehen
- Kommunikation für Synchronisation und
Kohärenzkontrolle
- nahe Kopplung kann zur Leistungssteigerung eingesetzt werden; trotzdem höhere Flexibilität zur Parallelisierung
- keine physische (Neu-)Aufteilung der DB
- direkte Plattenanbindung kann Rechneranzahl begrenzen (‘nachrichtenbasierte’ I/OSchnittstelle)
- gesamte DB bleibt nach Rechnerausfall erreichbar
- komplexe Crash-Recovery
- Erstellung einer globalen Log-Datei
- Synchronisation
-
globale Deadlock-Behandlung
Kohärenzkontrolle
Logging
Recovery
Lastverteilung, -balancierung
parallele Anfrageverarbeitung
Administration
Oft wird eine vollständige Integration von verteilten Systemen angestrebt. Da das Integrationsproblem algorithmisch unentscheidbar ist, kann kein Integrationsalgorithmus existieren. Integrierte
Systeme haben ein gemeinsames konzeptionelles DB-Schema. Der DB-Zugriff erfolgt wie im zentralen
Fall, womit auch Verteilungstransparenz gewährleistet ist. Damit besitzen die beteiligten DBMS eine
eingeschränkte Autonomie. Die einfachste Verwirklichung geht von identischen DBS-Instanzen aus,
wodurch ein homogenes verteiltes System entsteht. Beispiele solcher Systeme sind verteilte DBS und
Shared-disk-DBS.
Andererseits ist eine vollständige Integration auch nicht das Ziel. Meist ist eine Föderation oder
eine Kooperation von Systemen ausreichend. Damit können auch weitgehend unabhängige DBMS
mit privaten konzeptionellen DB-Schemata verwaltet werden. Es wird eine partielle Exportierung
von Schemainformationen für externe Zugriffe modelliert. Eine Heterogenität ist sowohl bei Datenmodellen als auch bei der Transaktionsverwaltung möglich. Damit entstehen allerdings Probleme mit
der semantischen Heterogenität. Eine Verteilungstransparenz ist i. Allg. nur bedingt erreichbar.
Die Prozessorfunktionalität gestattet eine weitere Unterscheidung verteilter und MehrrechnerDBS:
Funktionale Gleichstellung: Jeder Knoten besitzt die gleiche Funktionalität bzgl. DB-Verarbeitung. I.
Allg. werden vollständige DBMS in jedem Knoten verwendet. Die Funktionen werden repliziert.
Funktionale Spezialisierung: Die Funktionen werden partitioniert, separiert oder auch spezialisiert. Typische Beispiele sind DB-Maschinen mit Spezialprozessoren für bestimmte DB-Funktionen z. B.