نااریب

پایگاه داده توزیع شده یک پایگاه داده است که شامل دو یا چند فایل است که در سایت های ...

پایگاه داده توزیع شده یک پایگاه داده است که شامل دو یا چند فایل است که در سایت های مختلف یا در یک شبکه یا در شبکه های کاملاً متفاوت قرار گرفته‌اند. بخش هایی از پایگاه داده در چندین مکان فیزیکی ذخیره می‌شود و پردازش بین چندین گره یا نود پایگاه داده توزیع می‌شود.

یک سیستم مدیریت پایگاه داده توزیع شده متمرکز (DDBMS) داده ها را منطقی یکپارچه می‌کند، بنابراین می‌توان آن ها را طوری مدیریت کرد که گویی همه در یک مکان ذخیره شده اند. DDBMS همه داده ها را به صورت دوره ای انطباق می‌‌دهد و مطمئن می‌شود که به روز رسانی و حذف داده ها در یک مکان انجام شده به طور خودکار در داده های ذخیره شده در مکان های دیگر منعکس می‌شود.

از طرفی دیگر، یک پایگاه داده متمرکز شامل یک فایل پایگاه داده واحد است که در یک سایت با استفاده از یک شبکه واحد قرار گرفته است.

ویژگی های پایگاه های داده توزیع شده

هنگامی که داده ها در مجموعه‌ای قرار دارند، پایگاه های داده توزیع شده منطقی با یکدیگر ارتباط دارند و اغلب یک پایگاه داده منطقی واحد را نشان می‌دهند. با پایگاه های داده توزیع شده، داده ها به صورت فیزیکی در چندین مکان ذخیره می‌شوند و به طور مستقل مدیریت می‌شوند. پردازنده های هر سایت توسط یک شبکه به هم متصل می‌شوند و پیکربندی چند پردازشی ندارند.

یک تصور غلط رایج این است که اغلب فکر می‌کنند پایگاه داده توزیع شده یک سیستم فایلی متصل ضعیف است. واقعیت بسیار پیچیده‌تر از این تصور است. پایگاه های داده توزیع شده شامل پردازش تراکنش هستند، اما به معنی سیستم های پردازش تراکنش نیستند.

به طور کلی، پایگاه های داده توزیع شده شامل ویژگی های زیر است:

• موقعیت مکانی مستقل
• پردازش درخواست توزیع شده
• مدیریت تراکنش توزیع شده
• مستقل از نظر سخت افزاری
• سیستم عامل مستقل
• مستقل از شبکه
• شفافیت معامله
• مستقل از DBMS

معماری پایگاه داده توزیع شده

پایگاه های داده توزیع شده می‌توانند همگن یا ناهمگن باشند.

در یک سیستم پایگاه داده توزیع همگن، همه مکان های فیزیکی دارای سخت افزار اساسی یکسانی هستند و سیستم عامل ها و برنامه های کاربردی پایگاه داده یکسانی را اجرا می‌کنند. سیستم های پایگاه داده توزیع شده همگن به عنوان یک سیستم واحد به نظر می‌رسد و طراحی و مدیریت آن ها بسیار آسان‌تر است. برای همگن بودن یک سیستم پایگاه داده توزیع شده، ساختار داده ها در هر مکان باید یکسان یا سازگار باشد. برنامه پایگاه داده مورد استفاده در هر مکان نیز باید یکسان یا سازگار باشد.

در یک پایگاه داده با توزیع ناهمگن، سخت افزار، سیستم عامل یا برنامه های کاربردی پایگاه داده ممکن است در هر مکان متفاوت باشد. سایت های مختلف ممکن است از طرح ها و نرم افزار های متفاوتی استفاده کنند، اگرچه تفاوت در الگو و طرح می‌تواند پردازش درخواست و تراکنش را دشوار کند.

نود های مختلف ممکن است سخت افزار، نرم افزار و ساختار داده های متفاوتی داشته باشند، یا ممکن است در مکان هایی باشند که سازگار نیستند. ممکن است کاربران در یک مکان بتوانند داده ها را در مکان دیگری بخوانند اما آن ها را بارگذاری نکنند یا تغییر ندهند. استفاده از پایگاه های داده ناهمگن توزیع شده اغلب دشوار است و از نظر اقتصادی برای بسیاری از مشاغل غیرممکن است.

مزایای پایگاه های داده توزیع شده

استفاده از پایگاه های داده توزیع شده مزایای زیادی دارد.

پایگاه های داده توزیع شده قابلیت توسعه ماژولار را دارند، به این معنی که سیستم ها را می‌توان با افزودن رایانه های جدید و داده های محلی به سایت جدید و اتصال آن ها به سیستم توزیع شده بدون وقفه، گسترش داد.

هنگامی که خرابی در پایگاه داده های متمرکز رخ می‌دهد، سیستم به طور کامل متوقف می‌شود. هنگامی که یک جزء در سیستم های پایگاه داده توزیع شده خراب می‌شود، سیستم تا زمانی که خطا برطرف نشود، با کاهش عملکرد به کار خود ادامه می‌دهد.

ادمین ها می‌توانند هزینه های ارتباطی کمتری برای سیستم های پایگاه داده توزیع شده بدهند؛ اگر داده ها در نزدیکی جایی که بیشتر مورد استفاده است؛ قرار گیرند. این امر در سیستم های متمرکز امکان پذیر نیست.

انواع پایگاه های داده توزیع شده

داده های تکراری برای ایجاد مواردی از داده ها در قسمت های مختلف پایگاه داده استفاده می‌شود. با استفاده از داده های تکراری، پایگاه های داده توزیع شده می‌توانند به داده های یکسان محلی دسترسی داشته باشند ، بنابراین از ترافیک جلوگیری می‌شود. داده های تکراری را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: داده های فقط خواندنی و داده های قابل نوشتن.

نسخه های خواندنی داده های تکراری تنها اجازه تجدید نظر در اولین نمونه را می‌دهد. پس از آن تکرار داده های سازمانی تنظیم می‌شود. داده های قابل نوشتن را می توان تغییر داد، اما اولین نمونه بلافاصله تغییر می‌کند.

در اینجا 5 تفاوت اصلی سیستماتیک پایگاه های داده توزیع شده در برابر پایگاه های داده متمرکز آورده شده است.

داده های خرد شده افقی استفاده از کلیدهای اصلی را درگیر میکند که به یک رکورد در پایگاه داده اشاره می‌کند. تکه تکه شدن افقی معمولاً مختص موقعیت هایی است که در آن، مکان های تجاری فقط نیاز به دسترسی به پایگاه داده مربوط به شاخه خاص خود دارند.

داده های تکه تکه عمودی استفاده از کپی کلیدهای اصلی را درگیر می‌کند که در هر بخش از پایگاه داده موجود است و برای هر شاخه قابل دسترسی است. از داده های تکه تکه عمودی زمانی استفاده می‌شود که شعبه یک کسب و کار و محل اصلی با روش های مختلف به وسیله‌ی حساب های یکسان تعامل داشته باشند.

داده های سازماندهی شده مجدداً داده هایی هستند که برای پایگاه های داده پشتیبانی تنظیم یا تغییر کرده‌اند. داده های سازماندهی شده معمولاً هنگامی استفاده می‌شود که دو سیستم مختلف در حال انجام تراکنش ها و پشتیبانی تصمیم هستند. نگهداری سیستم های پشتیبانی تصمیم‌گیری ممکن است مشکل باشد و پردازش معاملات آنلاین در صورت درخواست های زیاد نیاز به پیکربندی مجدد دارد.

داده های طرحواره، به صورت جداگانه پایگاه داده و نرم افزار مورد استفاده برای دسترسی به آن را متناسب با بخش ها و موقعیت های مختلف تقسیم می‌کند. معمولاً بین پایگاه های داده مختلف در داده های طرحواره جداگانه یک همپوشانی وجود دارد.

نمونه هایی از پایگاه های داده توزیع شده

اگرچه پایگاه های داده توزیع شده زیادی برای انتخاب وجود دارد، برخی از نمونه های پایگاه های داده توزیع شده عبارتند از:

Apache Ignite

این پایگاه داده در ذخیره و محاسبه حجم زیادی از داده ها در خوشه های نود تخصص دارد. در سال 2014 ، Ignite توسط GridGain Systems منبع باز(کد باز) شد و بعداً در برنامه شتابدهی Apache پذیرفته شد. پایگاه داده Apache Ignite از RAM به عنوان سطح ذخیره سازی و پردازش پیش فرض استفاده می‌کند

Apache Cassandra

این پایگاه داده از خوشه هایی که چندین مکان را پوشش می‌دهند، پشتیبانی می‌کند و از زبان پرس و جو مخصوص خود، Cassandra Query Language (CQL) برخوردار است. علاوه بر این، استراتژی های تکرار کاساندرا قابل تنظیم است.

Apache HBase

این پایگاه داده بر روی سیستم فایل توزیع شده Hadoop اجرا می‌شود و روشی مقاوم در برابر خطا برای ذخیره مقادیر زیاد داده های کمیاب را ارائه می‌دهد. همچنین دارای فشرده سازی، عملکرد در حافظه و فیلترهای بلوم بر اساس هر ستون است. HBase به عنوان جایگزینی برای پایگاه داده SQL در نظر گرفته نشده است، اگرچه Apache Phoenix یک لایه SQL برای HBase را ارائه می‌دهد.

Couchbase Server

این پایگاه داده به صورت یک بسته نرم افزاری NoSQL است که برای برنامه های کاربردی تعاملی که با ایجاد، ذخیره، بازیابی، جمع‌آوری، دستکاری و ارائه داده ها، به چندین کاربر همزمان خدمت می‌کنند؛ ایده آل است. برای پشتیبانی از بسیاری از نیاز های برنامه، Couchbase Server مقدار کلیدی مقیاس‌پذیر و دسترسی به سند JSON را ارائه می‌دهد.

Amazon SimpleDB

به عنوان یک سرویس وب با Amazon Elastic Compute Cloud و Amazon S3 استفاده می‌شود. Amazon SimpleDB توسعه دهندگان را قادر می‌سازد تا درخواست و ذخیره سازی داده ها را با حداقل مسئولیت مدیریت پایگاه داده اجرایی کنند.

Clusterpoint

این پایگاه داده پیچیدگی، مقیاس‌پذیری و محدودیت های عملکرد معماری پایگاه داده رابطه‌ای را حذف می‌کند. داده ها در قالب XLM یا JSON با استفاده از API های باز مدیریت می‌شوند. از آن جا که Clusterpoint یک پایگاه داده سند بدون طرح و الگو است، مشکلات مقیاس‌پذیری و مشکلات عملکردی که بیشتر معماران پایگاه داده رابطه‌ای با آن روبرو هستند را حذف می‌کند.

FoundationDB

این یک پایگاه داده چند مدلی است که در اطراف یک پایگاه داده اصلی طراحی شده است و با هر تراکنش یک ذخیره کلیدی مرتب شده را نشان می‌دهد. این تراکنش ها از ویژگی های ACID پشتیبانی می‌کنند و قادر به خواندن و نوشتن کلید هایی هستند که در هر دستگاه درون خوشه ذخیره می‌شوند. ویژگی های اضافی در لایه های اطراف این هسته ظاهر می‌شود.

برچسب ها   #آموزشی

منبع:   naorib.ir 6   0