Моделирование процессов балансировки нагрузки мультикластерных СУБД консервативного типа

• Автор: Минязев, Ринат Шавкатович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 115 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
Глава Г СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Современные параллельные СУБД
1.2. Проекты высокопроизводительных СУБД
1.3. Системы мониторинга и визуализации параллельных СУБД
1.4. Прототип базовой системы моделирования
1.5. Задача работы и пути ее решения
1.6. Выводы
Глава 2. ПРИНЦИПЫ И ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ПЕРЕХОДА К МУЛЬТИКЛАСТЕРИЗАЦИИ
2.1. Принципы перехода к мультикластеризации
2.2. Временные доминанты функционирования монокластера
2.3. Эффективность перехода к мультикластеризации
2.4. Выводы
Глава 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПРОСОВ В МУЛЬТИКЛАСТЕРЕ
3.1. Постановка подзадачи роутеризации
3.2. Модально-логическая модель распределений
3.3. Сравнительный анализ для случая «круговых» распределений
3.4. Численный метод определения весовых коэффициентов
3.5. Заключительный вычислительный эксперимент
3.6. Выводы
Глава 4. РАЗРАБОТКА ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
4.1 Причины несовместимости базового прототипа с новыми платформами

4.2 Выполненные доработки прототипа
4.3 Рекомендации по построению программного модуля ROUTER
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А. Оттранслированные запросы теста ТРС-Н
Приложение Б. Инструкция пользователя системы Clusterix-I

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ПК - Персональный компьютер
СУБД - Система управления базами данных
БД - База данных
НМД - Накопители на магнитных дисках
ЕС ЭВМ Единая система электронных вычислительных машин
НРС High performance computer
OLAP - Online analytical processing
DSS - Decision support system
OLTP - Online transaction processing
SMP — Symmetric multiprocessing
EOS — Earth observing system
CERN - European center for nuclear research
SNMP Simple network management protocol
МРР - Massive parallel processing
WLCG Worldwide large hadron collider computing grid
SLA С Stanford linear accelerator center
SDSS Sloan digital sky survey
EOSDIS Earth observing system data and information system
ATM Asynchronous transfer mode
SDC Super database computer
SCSI Small computer system interface
API Application programming interface
SSH Secure shell
SSL Secure sockets layer
MPP Massive parallel processing

Вторым типом параллелизма, применяемым в Clusterix, является собственно параллелизм («горизонтальный параллелизм»), который достигается параллельной работой нескольких процессоров одного уровня над разными частями данных одного и того же запроса пользователя.
Так как БД горизонтально распределена между процессорами I/O, каждый процессор может выполнять обработку (операции селекции и проекции) своей части данных независимо от остальных. Применение специального алгоритма соединения с использованием хеширования позволяет реализовать параллельное выполнение операции соединения на множестве процессоров JOIN.
Таким образом, «горизонтальный параллелизм» реализуется на двух уровнях обработки: на уровне I/O и на уровне JOIN.
Верхний исполнительный уровень Clusterix образуют модули Joinj (выполняют операции join, project) числом р. Нижний — модули 1/Ог (операции select, project) числом d = h - b, где h = 2z (под h подразумевается число физических узлов кластера, на котором функционирует система, отведенных под исполнительные модули JOIN и I/O). Распределение модулей между узлами определяет архитектуру СУБД Clusterix.
На каждом «физическом» узле кластера могут быть реализованы несколько «логических» исполнительных модулей. База данных распределена в дисковом пространстве I/O,, путем хеширования записей отношений по основному ключу. Число «логических» исполнительных модулей на обоих уровнях всегда одинаково, а отношение a =d/b необходимо целое, а = 1, 2, ... При этом понятия «логических» и «физических» 1/Ог совпадают. В число рассматриваемых состояний включается вырожденный случай сс ( b = О, d = 2z), когда функции 1/Ог и Joinj ( г = j ) реализуются на одном физическом узле.
Каким бы ни было перераспределение работ по уровням, операция соединения всегда достаточно трудоемка. Поэтому рассматривается только случай а<Ъ. Вариант а = 1 (т.н. «симметрия») возможен при любых z s {1,2