Однонаправленная репликация между двумя базами (постановка)

Версия 21:24, 16 августа 2009

Рассмотрим вариант однонаправленной репликации между двумя базами A и B. Все изменения осуществляются на базе A. База B работает в режиме только для чтения. В дальнейшем, мы будем использовать термины "Удаленная база данных (УБД)" для базы А и "Центральная база данных (ЦБД)" для B.

Базы обмениваются между собой сообщениями. Канал связи между базами может быть непостоянным. Т.е. база A может посылать сообщения в тот момент, когда база B недоступна и наоборот. Порядок выполнения действий над объектами на базе A должен сохраняться при переносе на базу B. Транспорт передачи сообщений не гарантирует нам ни сохранности и целости конкретного сообщения, ни сохранения порядка при передаче нескольких сообщений.

Лог изменений

Фиксирование изменений осуществляется в логе, который заполняется триггерами и содержит:

• целочисленный порядковый номер изменения (начиная с единицы),
• идентификатор объекта,
• тип объекта,
• вид операции (создание, изменение, удаление),
• состояние записи лога.

В дальнейшем, числом М мы будем обозначать максимальный номер записи в логе. М принимается равным нулю, если лог пуст.

Состояние базы данных

Мы будем называть целое число S состоянием базы данных. Если S = М, значит все изменения переданы на ЦБД. Если S < M, -- необходимо осуществить передачу. Ситуация, когда S > M означает серьезный сбой в данных репликации, нарушение логической целостности.

В начальный момент времени:

 S = M = 0

Базы данных А и B находятся в идентичном состоянии, если S_a = S_b и очередь сообщений пуста.

В начальный момент времени базы данных находятся в идентичном состоянии, т.е. выполняется:

 Sa = Sb = Мa = Мb = 0

Состояния записи в логе

Первоначальное состояние записи в логе при регистрации некоторого изменения триггером -- L (Logged). Записи с таким статусом считаются подготовленными к отправке.

Объект может быть заблокирован, состояние B (Blocked). В этом случае он не передается, а так как мы не можем нарушать последовательность выполнения операций на конечной базе данных, то нет смысла передавать операции после заблокированной записи. Пользователь должен быть уведомлен о том, какая именно заблокированная запись вызвала остановку процедуры передачи данных.

Поскольку мы не храним полного состояния объекта в логе, а только ссылку на него, то любое последующее изменение объекта должно быть заблокировано, пока предыдущие изменения не будут успешно переданы на конечную базу данных. Исключение составляют два и более последовательных изменения одного и того же объекта.

На конечной базе данных также ведется лог принятых сообщений. Как и в случае с базой А, каждая запись в логе имеет определенное состояние.

Запись об успешно принятом объекте имеет состояние R (Received).

Последовательность обмена сообщениями

Последовательность обмена сообщениями между исходной и конечной базами данных выглядит следующим образом:

1. База А проверяет очередь сообщений, поступивших от базы B.
   1. Если очередь пуста проверяется лог. При наличии записей в состоянии L для каждой из них формируется отдельное сообщение для передачи на базу B.
2. Конечная база данных проверяет наличие сообщений в очереди. При наличии сообщений они сортируются в порядке возрастания номера. Проверяется номер первого сообщения.
   1. Если он соответствует ожидаемому, то происходит считывание и обработка сообщения.
   2. Если номер первого сообщения в очереди меньше ожидаемого, то просто игнорируем его (удаляем).
   3. Если номер первого сообщения в очереди больше ожидаемого, то посылаем запрос на пересылку сообщений с нужными номерами. Останавливаем дальнейшую обработку очереди. Ждем ответа от исходной базы.