Datalagrings- og databehandlingsarkitekturer

1. Datalagrings- og databehandlingsarkitekturer The difficulty is in the choice George Moore, 1900

2. Arkitektur • ANSI/SPARC arkitekturen kom før personlige datamaskiner • Det er nå flere muligheter for hvor data lagres og bearbeides

3. Arkitektur

4. Remote job entry • RJE vil si lokal lagring og fjernbearbeiding • Lokal lagring • Ofte billigere • Kanskje sikrere • Fjernbearbeiding • Nyttig når egen PC: • er for treg • har for lite indre lager (RAM) • programvaren ikke er tilgjengelig lokalt • Noe lokal bearbeiding • Klargjøring av data

5. Personlig database • Lokal lagring og bearbeiding • Eksempel: MSAccess, Filemaker • Fordeler • Personlige datamaskiner er billige • Bedre kontroll • Brukervennlig grensesnitt • Ulemper • I flerbrukersettinger må samme data og applikasjon finnes på flere steder • Vanskelig å dele data • Dårligere sikkerhet og integritet • Kan tapes når den ansatte slutter • Misbruk av tid

6. Stormaskin-terminal • Fjernlagring og fjernbearbeiding • Knyttet til stormaskiner • Alle delte ressurser administreres av stormaskina

7. Host (stormaskin)/terminal

8. LAN-arkitekturer • Et LAN kopler sammen datamaskiner i et geografisk område • Overføringshastighet opp til 1 000 Mb/s • Tillater deling av enheter (skrivere, disker,...) • En server er en datamaskin som gir og kontrollerer tilgang til delte ressurser

9. Filserver • Et sentralt datalager for brukere av LANet • Filene er lagret på en filserver • Data bearbeides på brukerens PC • Hele filer overføres over LAN • Kan medføre i stor nettverkstrafikk • Fila låses når noen åpner den for å oppdatere • Begrenset til små filer og lav etterspørsel

10. Filserver PC Filserver PC For eksempel Access PC

11. DBMS-server • En server kjører et databasehåndteringssystem • Bare de nødvendige postene sendes over LAN • Mindre belastning på LAN enn filserver • Back-end program på serveren utfører spørringer • Front-end program på clientene håndterer bearbeiding og presentasjon • Mer fordelt arbeid enn hos en filserver

12. DBMS-server PC DBMS-server For eksempel Oracle PC PC

13. MarkedsandelerKilde ComputerWorld Norge 11.3.2005, s.18

14. Client/server • File-server and DBMS-server er eksempler på client/server • Målet er å redusere behandlingskostnaden ved å fordele behandlingen på klienter og tjenere • Klienten er typisk en personlig datamaskin med GUI • Besparelser • Lett å bruke/ færre feil • Mindre trening

15. Client/server • Kostnaden kan reduseres hvis • Noe bearbeiding kan flyttes fra server til klienter • GUI gir produktivitetsfordeler • Kostnaden stiger ved • Overgang fra terminaler til personlige datamaskiner • Programvaren må skrives om • Client/server er kanskje ikke forsvarlig ved storskala transaksjonsprosessering

16. Client/Server – andre generasjon DC Thin client manager Operating system DC DC Application Browser DC DBMS manager manager manager LAN Operating system Operating system Operating system Application server Data server Browser DC manager In 204 Operating system

17. Tykke og tynne klienter

18. Fordeler ved trelagsmodellen • Sikkerhet • Data skjules i applikasjonsserveren • Ytelse • God pga liten nettverksbelastning • Tilgang • Eldre systemer blir tilgjengelig via gatewayer • Enklere vedlikehold • Få servere vs. mange klienter

19. Utvikling client/server

20. Distribuerte databaser • Kommunikasjonskostnader er en nøkkelfaktor i den totale kostnaden. • Overføringskostnader øker med avstand • Lokal behandling sparer tid/penger • En database kan distribueres for å redusere kommunikasjonskostnader

21. Distribuerte databaser • Databaser er fysisk distribuert som halv-uavhengige databaser • Det er kommunikasjonslinjer mellom hver av databasene • Framstår som én database

22. Hybride arkitekturer er også “distribuerte databaser” • Ikke som resultat av planlegging, men av historiske årsaker får vi ofte en hybrid arkitektur: • Arkitektur utvikler seg • Gamle strukturer kan ikke uten videre kasseres • Ny teknologi gir nye muligheter • Ideelt skulle mange strukturer lappes sammen for å gi et sømløst bilde av alle organisasjonens databaser. • Prinsipper for distribuerte databaser gjelder for slike hybride arkitekturer

23. Fundamentale prinsipper for hybride arkitekturer • Transparens (uavhengig av lokasjon) • Ingen avhengighet til en sentral • Lokal autonomi • Kontinuerlig drift 24/7 (24 timer i døgnet 7 dager i uka) • Distribuert behandling av spørringer • Distribuert behandling av transaksjoner

24. Fundamentale prinsipper for hybride arkitekturer • Uavhengig av replikasjon • Uavhengig av fragmentering • Uavhengig av maskinvare • Uavhengig av operativsystem • Uavhengig av nettverk • DBMS-uavhengig Independence

25. Distribuert databasetilgang • Remote Request • Remote Transaction • Distributed Transaction • Distributed Request

26. Remote Request • A single request to a single remote site SELECT * FROM atlserver.bankdb.customer WHERE custcode = '12345';

27. Remote Transaction • Multiple data requests to a single remote site BEGIN WORK; INSERT INTO atlserver.bankdb.account (accnum, acctype) VALUES (789, 'C'); INSERT INTO atlserver.bankdb.cust_acct (custnum, accnum) VALUES (123, 789); COMMIT WORK;

28. Distribuert Spørring og Transaksjon • Multiple requests to multiple sites • Each request can access multiple sites BEGIN WORK; INSERT INTO osloserver.bankdb.employee (empcode, emplname, …) SELECT empcode, emplname, … FROM atlserver.bankdb.employee WHERE empcode = 123; DELETE FROM atlserver.bankdb.employee WHERE empcode = 123; COMMIT WORK; * Change from text

29. Distribuert database design • Horisontal fragmentering • Rader lagres på forskjellige servere • Vertikal fragmentering • Kolonner lagres på forskjellige servere • Hybrid fragmentering • Både horisontal og vertikal fragmentering • Replikering • Samme data på flere servere

30. Horisontal fragmentering

31. Vertical fragmentering

32. Replikering • Full replikering • Tabeller er duplisert på hvert sted • Forbedret dataintegritet • Raskere databehandling • Dyrere • Partiell replikering • Bare indeksene replikeres og gir raskere spørringer • Henting fra fjerndatabasen