Bài giảng Hệ phân tán - Chương 7: Sao lưu và thống nhất dữ liệu

Bài giảng Hệ phân tán - Chương 7: Sao lưu và thống nhất dữ liệu. Chương này cung cấp cho sinh viên những nội dung gồm: giới thiệu về sao lưu và thống nhất dữ liệu; các mô hình sao lưu hướng dữ liệu; các mô hình sao lưu hướng client; quản lý các bản sao; các giao thức sao lưu; một số công cụ sao lưu;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hệ phân tán - Chương 7: Sao lưu và thống nhất dữ liệu CHƯƠNG 7: SAO LƯU VÀ THỐNG NHẤT DỮ LIỆUTS. Trần Hải Anh Bài giảng được xây dựng dựa trên bài giảng của PGS. TS. Hà Quốc Trung Problems2 Content Delivery Network3 •  Improve the performance of the system •  Reduce network load •  Provide better fault toleranceAKAMAI Nội dung5 1.  Giới thiệu về sao lưu và thống nhất dữ liệu 2.  Các mô hình sao lưu hướng dữ liệu 3.  Các mô hình sao lưu hướng client 4.  Quản lý các bản sao 5.  Các giao thức sao lưu 6.  Một số công cụ sao lưu6 1. Giới thiệu 1.1. Vì sao phải sao lưu 1.2. Thống nhất dữ liệu 1.3. Ưu điểm, nhược điểm của sao lưu dữ liệu 1.1. Vì sao phải sao lưu7 ¨  Độ tin cậy (tính sẵn sàng) ¨  Hiệu năng ¨  Khả năng co giãn (?) ¨  Yêu cầu về thống nhất dữ liệu 1.2. Thống nhất dữ liệu8 ¨  Các bản sao cần có một dữ liệu ¤  Không thể tức khắc đồng bộ ¤  Khi nào, như thế nào ¨  Tính thống nhất mạnh và tính thống nhất yếu ¨  Đạt được tính thống nhất mạnh=>tốn kém về hiệu năng ¨  Ví dụ:Bộ nhớ đệm của trình duyệt. ¤  Để đảm bảo tính thống nhất: n  Cấm không cho dùng bộ nhớ đệmJ n  Server cập nhật bộ nhớ đệm khi có nội dung thay đổiL ¤  Giải pháp=> thống nhất hợp lý 1.3. Ưu & nhược điểm9 ¨  Cải thiện tốc độ truy cập ¨  Giảm băng thông ¨  Có băng thông phát sinh ¨  Tăng mức độ phức tạp của hệ thống ¨  Phụ thuộc nhiều vào nhu cầu ¤  Ví dụ: số lần cập nhật và số lần truy cập ¤  Thống nhất chặt: giảm hiệu năng ¤  Thống nhất lỏng: lỏng đến đâu? Mức độ thống nhấtchi phí10 2. Mô hình thống nhất hướng dữ liệu 2.1. Kho dữ liệu phân tán 2.2. Mô hình thống nhất liên tục 2.3. Connit 2.4. Thống nhất về thứ tự thực hiện 2.1. Kho dữ liệu phân tán11 Process Process Process Local copy Distributed data store Mô hình thống nhất12 ¨  Cam kết giữa các tiến trình và kho dữ liệu ¨  Muốn đọc giá trị cuối cùng (mới nhất) ¨  Không có đồng hồ toàn cục à khó thực hiện ¨  Khái niệm phạm vi của mô hình thống nhất (độ lệch, độ sai khác) 2.2. Mô hình thống nhất liên tục13 ¨  Những yếu tố đánh giá sự bất đồng bộ: ¤  Chênh lệch giá trị của các biến (nhiệt độ, giá cả, …..) ¤  Chênh lệch thời gian cập nhật ¤  Thứ tự các thao tác cập nhật ¨  Khi độ lệch vượt quá một giá trị cho trước, MW sẽ tiến hành các thao tác đồng bộ để đưa độ lệch về giới hạn 2.3. Conit (consistency unit)14 Replica A Replica B Conit Conit x = 6; y = 3 x = 2; y = 5 Operation Result Operation Result < 5, B> x := x + 2 [x=2] < 5, B> x := x + 2 [x=2] < 8, A> y := y + 2 [y=2] y := y + 5 [y=5] y := y + 1 [y=3] x := y * 2 [x=6] Thời gian thực hiện:?= (15, 5) Vector clock A Vector clock B = (0, 11) Sai lệch về thứ tự thực 3 Order deviation = hiện:? Order deviation =2 Sai lệch về deviation = (1, 5) Numerical giá trị:? Numerical deviation = (3, 6) Kích thước nhỏ: thống nhất cao15 ¨  Kích thước lớn: Các bản sao sẽ sớm bị rơi vào trạng thái không thống nhất ¨  Kích thước nhỏ: số lượng conit nhiều: quản lý phức tạp ¨  => Bài toán: cho trước một (phần) tập dữ liệu, xác định kích thước connit theo các tiêu chí tối ưu API cho lập trình viên16 ¨  Đặc tả được các yêu cầu về tính thống nhất với một conit ¤  AffectsConit(aMQ, 1,1); ¤  aMQ.add(m) ¨  Khai báo thao tác ảnh hưởng đến Conit ¤  DependsConit(aMQ,4,0,60); ¤  aMQ.read(m) 2.4. Mô hình thống nhất theo thứ tự17 thao tác ¨  Truy cập tương tranh đến các tài nguyên chia sẻ ¨  Tài nguyên chia sẻ là dữ liệu được sao lưu ¨  Mạnh hơn mô hình liên tục ¨  Khi thực hiện cập nhật, thứ tự cập nhật được thống nhất giữa các replicas Một vài ký hiệu18 ¨  Với các quá trình thực hiện khác nhau, tất cả các tiến trình luôn luôn cho một kết quả ¨  Các thao tác trên dữ liệu ¤  Đọc (Ri(x)b) ¤  Ghi (Wi(x)a) ¤  Giá trị khởi tạo của các dữ liệu là NIL Thống nhất tuần tự19 ¨  Các tiến trình đều có một chuỗi thao tác cục bộ ¨  Các thao tác cục bộ của các tiến trình được tổng hợp thành thứ tự thực hiện các thao tác trên kho dữ liệu ¨  Có thể có các thứ tự thực hiện khác nhau trên kho dữ liệu ¨  Điều kiện của thống nhất tuần tự ¤  Nếu thứ tự các thao tác cục bộ của một tiến trình không thay đổi trong thứ tự thực hiện chung trên kho dữ liệu =>Kết quả luôn luôn như nhau. ¨  Tất cả các tiến trình đều nhìn thấy một thứ tự của các thao tác ghi Ví dụ - 120 ...