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SD-SQL Server: Un Système de Gestion de Bases de Données Distribuées et Scalables Soror Sahri

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Présentation au sujet: "SD-SQL Server: Un Système de Gestion de Bases de Données Distribuées et Scalables Soror Sahri"— Transcription de la présentation:

1 SD-SQL Server: Un Système de Gestion de Bases de Données Distribuées et Scalables Soror Sahri Directeur de Thèse : Pr. Witold Litwin

2 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 2 Plan Problématique Principes des SDDSs SD-SQL Server Gross Architecture Interface dApplication Expérimentations Conclusion et Perspectives

3 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 3 Problématique Les SGBDs actuels ne fournissent pas un partitionnement distribué et scalable des données. Si une table monte en échelle, le DBA réorganise ses données manuellement. Conception dune architecture de SGBD capable de gérer le Partitionnement Dynamique des données Solution?

4 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 4 Notre proposition Application de la technologie des SDDSs aux SGBDs. Pourquoi les SDDSs? Les SDDSs proposent plusieurs schémas de partitionnement dynamique. Les SDDSs permettent des distributions sur plusieurs sites.

5 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 5 Quest ce quune SDDS? Une SDDS est une nouvelle structure de données spécifique pour les multi- ordinateurs. Les SDDSs assurent : La Scalabilité Le Traitement parallèle et distribué Plusieurs SDDSs ont été proposées. Hash Partitioning (LH*) Range Partitioning (RP)

6 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 6 Notre Proposition Mariage des principes des SDDSs et des SGBDs Application sur le SGBD SQL Server Structure Scalable Tables Scalables SGBDSDDS Tables Image Image/Vue Scalable Vue Partionnée et Distribuée

7 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 7 SD-SQL Server SD-SQL Server est un Système de Gestion de Bases de Données Distribuées et Scalables (SD-DBS). Il est basé sur une architecture distribuée et scalable SD-DBS. Larchitecture SD-DBS a été proposé par : Pr. Litwin, Pr. Schwartz & Pr. Rich (2002). SD-SQL Server est appliqué au SGBD Microsoft SQL Server 2000.

8 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 8 Architecture de SD-SQL Server Split User/Application Linked SQL Servers D1 Node DBs D2 Di SD-SQL peer Di+1 _D1_T SD-SQL server SD-SQL client SSPC I I T(2..i) T(1,2) SD-SQL Server Managers _D1_T I

9 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 9 Architecture de SD-SQL Server : Les Noeuds SD-SQL Server SD-SQL Server est composé dune collection de noeuds distribués. Un noeud SD-SQL Server représente une instance dun SGBD. Un noeud SD-SQL Server est un serveur lié (linked server) SQL Server Les noeuds SD-SQL Server détiennent les bases de données scalables (SDBs).

10 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 10 Architecture de SD-SQL Server : Les SDBs Une SDB est une collection de bases de noeuds (NDBs). Une NDB est une base de données qui se trouve sur un noeud SD-SQL Server. Dans chaque SDB, il y a une NDB primaire : Il sagit de la première NDB crée pour la SDB.

11 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 11 Architecture de SD-SQL Server : La MétaBase Les noeuds SD-SQL Server, les SDBs et les NDBs sont liés à la MétaBase (MDB). MDB est une NDB système. Elle sauvegarde toutes les méta-données sur les composants de larchitecture SD-SQL Server.

12 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 12 SDB DB1 Architecture de SD-SQL Server Noeud1Noeud2Noeud3Noeudi DB1DB1 …… DB1 DB1DB1 SDB DB2 DB2 SDB DB2 DB3 MDB

13 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 13 Architecture de SD-SQL Server : Les SDBs Une NDB peut jouer le rôle dun serveur, client ou pair. Une NDB de type serveur gère les tables scalables. Leur éclatement. Une NDB de type client gère linterface dapplication. Gestion des images. Une NDB de type pair joue le rôle dun serveur et dun client.

14 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 14 Architecture de SD-SQL Server Une SDB contient au moins une NDB serveur et une NDB client. Une SDB peut grandir pour contenir plus de NDBs. Une SDB grandit à laide du partitionnement dynamique de ses tables scalables.

15 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 15 Les Tables Scalables Une Table Scalable est une collection de segments distribués. Un segment dune table scalable correspond à une table dans un SGBD. Un segment est une table de SQL Server. Chaque segment est placé sur une NDB différente de la même SDB.

16 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 16 Tables Scalables N1.DB1N2.DB1N3.DB1 … S S S … S SDB DB1 Table Scalable T Ni.DB1

17 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 17 Les Tables Scalables Les méta-données décrivant une table scalable sont stockées dans des méta-tables. La capacité dun segment. Létat actuel du partitionnement dune table scalable. Les contraîntes dintégrité pour chaque segment dune table scalable. Ces méta-données sont sauvegardées dans les méta- tables. Une Contraînte dintégrité définit les limites Min et Max sur une table

18 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 18 Les Tables Scalable S S S … S SDB DB1 N1.DB1N2.DB1N3.DB1 S S S Table Scalable T Ni.DB Size N1.DB1 Primary Méta-Tables Ni.DB1 Nodes N1.DB1 N2.DB1 N3.DB1 RP

19 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 19 Les Tables Scalables Si un segment dune table scalable déborde, son éclatement est déclenché. Le débordement dun segment est dû au dépacement de sa capacité (sa taille maximale). Le taille maximale est fixe pour chaque segment de la même table scalable.

20 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 20 Tables Scalables : Eclatement Léclatement dun segment est déclenché suite à une insertion. Par un trigger au niveau du segment. Le trigger vérifie la capacité du segment; Et lance le splitter. Un éclatement crée un ou plusieurs nouveaux segments pour une table scalable. Chaque nouveau segment résultant dun éclatement possède une contraînte dintégrité. Le partitionnement est horizontale selon le rang de la clé primaire.

21 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 21 Eclatement S b+1 S S1S1 p b+1-p p=INT(b/2) C( S)= { c: c h = c (b+1-p)} C( S 1 )={c: c > l = c (b+1-p)} Contraîntes dIntégrité? b

22 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 22 Les Images Les segments dune table scalable sont cachés des user/applications derrière les images. Les images définissent le partitionnement actuel dune table scalable. Les images sont représentées par des vues partitionnées distribuées de SQL Server.

23 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 23 Les Images SDB DB1 N1.DB1N2.DB1N3.DB1 S S S Table Scalable T Image CREATE VIEW T AS SELECT * FROM N1.DB1.S UNION ALL SELECT * FROM N2.DB1.S UNION ALL SELECT * FROM N3.DB1.S

24 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 24 Les Images Chaque table scalable a une image : Il sagit de son image primaire. Limage primaire dune table scalable est crée sur le NDB qui lance la création de la table scalable. Une table scalable peut avoir dautres images sur dautres NDBs clients : Il sagit des images secondaires Les images peuvent être utilisées par dautres vues appelées vues scalables.

25 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 25 Les Images Les images sont utilisées dans des requêtes client. Les méta-données sur les images sont stockés dans la méta-table Image. Si une image nest pas correcte, elle sera alors ajustée. Elle ne contient pas tous les segments de sa table scalable.

26 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 26 Ajustement des Images Récupérer le nombre de segments dans la méta-table Image, N1. Récupérer le nombre de segments de la méta- table RP, N2. Comparer N1 et N2 : Si N1

27 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 27 Interface dApplication Linterface dapplication manipule les tables scalables à travers leurs images. Il sagit des manipulations SQL. La manipulation des tables scalables comprend : La création Lalteration : schema de la table et ses index La suppression Recherche : select, select into Mise à jour : insert, update, delete

28 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 28 Interface dApplication Les manipulations sur les tables scalables sont réalisées à laide des commandes scalables. Une commande scalable est une procédure stockée sur SQL Server. INSERT sd_insert CREATE TABLE sd_create_table

29 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 29 Interface dApplication Exemple EXEC sd_select FROM T, Size EXEC sd_select T SELECT * FROM T1 SELECT * FROM T INSERT INTO T SELECT * FROM T1

30 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 30 Interface dApplication Gestion des Nœuds SD-SQL Server Création dun nœud Modification dun nœud Suppression dun nœud Gestion des SDBs Création dune SDB Modification dune SDB (Création ou Suppression dune NDB) Suppression dune SDB

31 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 31 Interface dApplication Exemples Création dun noeud EXEC sd_create_node Dell1 Création dune SDB EXEC sd_create_scalable_database SkyServer, Dell1 Modification dune SDB EXEC sd_create_node_databaseSkyServer,Dell2,Client

32 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 32 Interface dAplication : Traitement des commandes Image Binding Soit Q une requête utilisant limage I dune table scalable Trouver les images dans la Requête Q Vérifier si I est ajustée Exécution de la Requête Q Ajustement de limage I Image Binding

33 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 33 Interface dAplication : Traitement des commandes Les commandes scalables peuvent séxécuter simultanément. Elles utilisent les mêmes ressources sur SD-SQL Server. Exemple : Une commande de recherche sd_select et un splitter. Gestion de la concurrence entre les commandes scalables est nécessaire. Assurer la sérialisabilité entre les commandes.

34 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 34 Interface dAplication : Traitement des commandes Splitter sd_alter N2.DB1 N1.DB1 N2.DB1 N3.DB1 RP S Verrou Exclusif attente Verrou Exclusif Verrou Partagé Verrou Exclusif X X

35 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 35 Expérimentations Utilisation de la BD SkyServer : Utilisation de la table PhotoObj de la base SkyServer comme une table scalable. PhotoObj contient 158,426 tuples (environ 260 MB)

36 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 36 Expérimentation Temps déclatement de la table Scalable PhotoObj en 2 segments

37 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 37 Expérimentation Variations des temps dexécution de la requête (Q1) (Q1) SELECT TOP 10 objid FROM PhotoObj WHERE

38 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 38 Expérimentation Variations des temps dexécution de la requête (Q2) (Q2) SELECT COUNT (*) FROM T1

39 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 39 Expérimentation (Q3) SELECT COUNT (*) FROM PhotoObj Comparaison des temps dexécution entre SQL Server et SD-SQL Server

40 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 40 Conclusion Les tables scalables sont devenues une réalité avec SD-SQL Server. Les mesures de performance montrent l efficacité de notre conception. Partitionnement dynamique des tables scalables. Temps déclatement raisonable. Temps dajustement des images négligeable. Le prototype est disponible au Ceria :

41 Soror Sahri, U. Paris Dauphine 12 Déc 05. Séminaire de Recherche 41 Perspectives Gestion des pannes. Gestion des fusionnements des tables scalables. Application des principes des tables scalables sur dautres SGBDs.

42 Merci de Votre Attention


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