Мультинаправленная репликация между базами (постановка)

Версия 17:15, 29 августа 2009

Мы будем рассматривать вариант мультинаправленной асинхронной дельта репликации в топографии "звезда".

Как видно на представленном рисунке, несколько Удаленных баз данных (УБД) обмениваются данными с одной Центральной базой данных (ЦБД). Изменение данных может осуществляться как на УБД, так и на ЦБД. Передача изменений напрямую от одной УБД к другой, минуя ЦБД, невозможна.

Совокупность всех УБД и ЦБД, включенных в схему репликации, называется Распределенной базой данных (РБД).

Циркуляция изменений в рамках распределенной базы данных происходит внутри т.н. доменов. Домен может состоять только из ЦБД, или ЦБД и одной или нескольких УБД. Каждый объект может принадлежать одному или нескольким доменам одновременно. В РБД одновременно может существовать неограниченное количество доменов.

На рисунке ниже показана РБД с двумя доменами. Согласно представленной схеме, если некоторый объект принадлежит только "Домену 1", то его изменения, сделанные на УБД1, будут переданы (реплицированы) на ЦБД и УБД3, но не попадут на УБД2, так как она не входит в "Домен 1". Аналогично, изменения объекта из "Домена 2" будут передаваться только между УБД2 и ЦБД.

Принадлежность объекта домену может устанавливаться только на основании его класса (вертикальное разбиение) или класса и принадлежности некоторому множеству (горизонтальное разбиение). Пример вертикального разбиения -- все объекты класса "Компания". Пример горизонтального -- все объекты класса "Компания", входящие в папку "Общие клиенты" справочника контактов.

Объекты, не принадлежащие ни одному из доменов, реплицируются по всей РБД. Т.е. можно говорить что такие объекты принадлежит некоему глобальному домену, который существует изначально и покрывает всю РБД.

Мы будем называть доменным пространством P объекта О объединение всех доменов, которым принадлежит указанный объект.

В рамках доменного пространства, в один момент времени, редактирование объекта возможно только на одной базе данных. Такая база данных называется активной базой данных доменного пространства P (АБД). Активная база данных в начальный момент времени называется главной базой данных доменного пространства P (ГБД). Статус активной базы передается от ГБД к другой базе данных из Р на ограниченный промежуток времени T_a.

Мы будем использовать термин база данных (БД) в тех случаях, когда для нас не имеет значение является ли указанная база ЦБД или УБД в схеме репликации, имеет ли она статус активной в некотором доменном пространстве P или нет.

Состояния объекта в УБД

Каждый объект в УБД находится в определенном состоянии. В таблице ниже перечислены возможные состояния, а также определены допустимые переходы из одного состояния в другое. Состояние объекта влияет на блокировку действий по его изменению или удалению.

Лог изменений УБД

Фиксирование изменений состояния объекта осуществляется в логе на УБД, который заполняется триггерами и содержит:

• целочисленный порядковый номер изменения (начиная с единицы),
• идентификатор объекта,
• тип объекта,
• вид операции (создание, изменение, удаление),
• состояние объекта,
• дата и время изменения состояния.

В дальнейшем, символом N мы будем обозначать номер изменения, а символом М -- максимальный номер изменения 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 M_a = S_b.

Состояние УБД увеличивается на единицу каждый раз, когда подтверждается передача очередного объекта. S_a равно максимальному номеру записи в логе в состоянии C.

Состояние ЦБД увеличивается на единицу каждый раз, когда успешно принимается и записывается в базу очередной объект. S_b равно максимальному номеру записи в логе в состоянии R.

В начальный момент времени базы данных находятся в идентичном состоянии и выполняется равенство:

 Sa = Sb = Мa = Мb = 0

Связь в асинхронном режиме

В том случае, если при обмене данными между УБД и ЦБД нет постоянного канала связи, мы будем использовать следующие параметры:

 Tr -- Допустимое время ожидания ответа на посланное сообщение.
 Ts -- Время простоя ЦБД с момента обработки последнего сообщения до отсылки запроса о состоянии УБД.
 Ti -- Период с которым УБД осуществляет проверку очереди сообщений и отсылку изменений на ЦБД.

Критерий идентичности УБД и ЦБД в асинхронном режиме

УБД знает о том, что она идентична ЦБД, если S_a=M_a. Т.е. нет объектов в состоянии L, B или S.

ЦБД знает о том, что она идентичная УБД, если получено сообщение "Состояние УБД" (ответ на сообщение "Запрос состояния УБД") из которого следует что M_a=S_b.

Передача статуса активной базы данных