Реферат: Федеративный доступ к базам данных

Технологические аспекты реализации федеративных систем Для успешного функционирования федеративного доступа необходимо решить задачу эффективного взаимодействия между управляющим узлом и удаленными источниками. В основе этого взаимодействия лежат специальные программные модули, называемые обертками или шлюзами. Каждая такая обертка проектируется под конкретный тип источника данных, будь то реляционная база данных, XML-файл или облачное хранилище. Обертка выполняет роль переводчика: она принимает подзапрос от федеративного сервера, преобразует его в специфичный для источника формат и возвращает результат в стандартном виде. Важным элементом является глобальный каталог данных. В нем хранится метаинформация о том, какие таблицы и поля доступны в каждом узле федерации, каковы их типы данных и какие ограничения наложены на доступ. Без актуального каталога федеративный сервер не сможет построить план выполнения запроса. При этом каталог должен регулярно синхронизироваться с локальными схемами, чтобы изменения в структуре отдельной базы данных не привели к ошибкам в работе всей федерации. Оптимизация распределенных запросов Одной из самых сложных задач при расширении федеративной системы является обеспечение приемлемой скорости работы. В отличие от локальной базы данных, где сервер имеет полный контроль над дисковой подсистемой и памятью, федеративный сервер ограничен пропускной способностью сети и текущей нагрузкой на удаленные узлы. Оптимизатор запросов должен учитывать стоимость передачи данных по сети, которая часто является самым узким местом. Существует несколько стратегий оптимизации. Одна из них заключается в максимальном переносе вычислений на сторону источника. Если пользователю нужно получить сумму продаж по региону, федеративный сервер постарается отправить запрос так, чтобы агрегация (подсчет суммы) произошла непосредственно на удаленном сервере, и по сети передалось только одно итоговое число, а не тысячи строк с отдельными операциями. Другая стратегия связана с использованием кэширования. Федеративная система может временно сохранять результаты часто повторяющихся запросов, чтобы не обращаться к удаленным источникам каждый раз, что значительно снижает нагрузку на каналы связи. Управление транзакциями и целостность данных Обеспечение целостности данных в федеративной среде представляет собой серьезный вызов. В классических системах для этого используется механизм транзакций, гарантирующий, что либо все изменения будут применены, либо ни одно из них. В федеративной системе реализовать это гораздо сложнее, так как локальные базы данных могут не поддерживать протоколы распределенных транзакций. Чаще всего в федерациях применяется протокол двухфазной фиксации. На первой фазе федеративный сервер опрашивает все участвующие узлы, готовы ли они зафиксировать изменения. Если все узлы отвечают утвердительно, на второй фазе подается команда на окончательное сохранение. Однако, если один из узлов становится недоступным в промежутке между фазами, система может оказаться в рассогласованном состоянии. Из-за сложности реализации и высоких накладных расходов многие федеративные системы ограничиваются доступом только на чтение, либо используют модели ослабленной согласованности, где данные обновляются с некоторой задержкой. Безопасность и администрирование При расширении федеративной сети вопросы безопасности выходят на первый план. Необходимо решить проблему идентификации пользователей. В идеальной модели используется технология единого входа, когда пользователь авторизуется один раз в федеративном слое, а система автоматически сопоставляет его учетную запись с правами доступа в каждой локальной базе. Это требует сложной настройки доверительных отношений между серверами. Администрирование такой системы также требует высокой квалификации. Администратор федерации должен не только следить за работоспособностью центрального узла, но и координировать свои действия с администраторами всех локальных баз. Любое изменение в структуре данных на периферии может нарушить работу глобальных отчетов. Поэтому внедрение федеративного доступа требует не только технических решений, но и четких регламентов взаимодействия между различными ИТ-отделами внутри организации.