RU126161U1

RU126161U1 - SYSTEM OF DECENTRALIZED MANAGEMENT OF THE STRUCTURE OF THE DISTRIBUTED DATABASE

Info

Publication number: RU126161U1
Application number: RU2012116023/08U
Authority: RU
Inventors: Евгений Викторович Лебеденко; Вадим Владимирович Афанасьев; Валерий Александрович Дунаев; Александр Дмитриевич Алёшин
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2013-03-20

Abstract

Полезная модель относится к вычислительным системам, в частности к системам управления распределенными базами данных. Она основана на создании распределенной программной системы для децентрализованного управления структурой распределенной базы данных. Задачей полезной модели является разработка системы децентрализованного управления структурой распределенной базы данных, позволяющей снизить затраты временных ресурсов на внесение изменений в структуру данных РБД, за счет того, что в каждый узел РБД дополнительно вводится модуль структурной обработки. ил. 1 The utility model relates to computing systems, in particular to distributed database management systems. It is based on the creation of a distributed software system for decentralized management of the structure of a distributed database. The objective of the utility model is to develop a decentralized system for managing the structure of a distributed database, which allows to reduce the cost of time resources for making changes to the data structure of the RDB, due to the fact that an additional structural processing module is introduced into each node of the DBD. silt. one

Description

Полезная модель относится к вычислительным системам и в частности к системам управления распределенными базами данных. Она основана на создании распределенной программной системы для децентрализованного управления распределенной базой данных.The utility model relates to computing systems and, in particular, to distributed database management systems. It is based on the creation of a distributed software system for decentralized management of a distributed database.

Одной из важнейших проблем существующих распределенных баз данных (РБД) является низкая автономность локальных узлов РБД, то есть изменения в структуру локального узла РБД может внести только администратор (центральный узел) всей РБД. Но, на практике, часто возникает необходимость внесения таких изменений непосредственно на локальном узле РБД. В результате, при внесении изменений в структуру данных на локальном узле РБД возникает необходимость прерывания процесса функционирования РБД на время внесения изменений в структуру данных на центральном узле, а только после этого на остальных локальных узлах. Таким образом, процесс внесения изменений в структуру данных РБД претерпевает существенные задержки.One of the most important problems of existing distributed databases (RDBs) is the low autonomy of local DBD nodes, that is, only the administrator (central node) of the entire RDB can make changes to the structure of the local DBD node. But, in practice, often there is a need to make such changes directly on the local RDB node. As a result, when changes are made to the data structure at the local RDB node, it becomes necessary to interrupt the DBD functioning process for the duration of changes to the data structure at the central node, and only after that at other local nodes. Thus, the process of making changes to the data structure of the RDB is undergoing significant delays.

Известен способ децентрализованного управления процессом распределенной обработки данных (патент №2365977 от 27.12.2006 года "Способ децентрализованного управления процессом распределенного моделирования и обработки данных"), заключающийся в том, что с помощью программно-технических средств через сеть контролируют процесс обработки данных или моделирования, выявляют события отказа информационных и аналитических модулей, корректируют процесс обработки данных или моделирования или повторяют отдельные их этапы, выявляют события отказа управляющего процесса.A known method of decentralized control of the process of distributed data processing (patent No. 2365977 dated December 27, 2006 "Method of decentralized control of the process of distributed modeling and data processing"), which consists in the fact that using software and hardware through the network control the process of data processing or modeling, identify failure events of information and analytical modules, adjust the process of data processing or modeling or repeat their individual steps, identify failure events of control -governing process.

Недостатком указанного аналога является низкие возможности способа-аналога по влиянию на структуру данных. В результате этого, процесс изменения структур данных претерпевает существенные задержки.The disadvantage of this analogue is the low ability of the analogue method to influence the data structure. As a result of this, the process of changing data structures undergoes significant delays.

Наиболее близким по технической сущности и выполняемым функциям аналогом (прототипом) к заявляемому является система осуществления репликации информации в распределенной базе данных (патент №2315349 от 12.07.2006 года "Способ репликации информации в распределенных базах данных и система его осуществления"), заключающийся в том, что в процессе обмена реплицируемыми данными между узлами РБД формируют обменные файлы, которые пересылают между узлами РБД.The closest in technical essence and functions performed analogue (prototype) to the claimed one is a system for replicating information in a distributed database (patent No. 2315349 dated 07/12/2006 "Method of replicating information in distributed databases and a system for its implementation"), which consists in that in the process of exchanging replicated data between the nodes of the RDB form exchange files that are sent between the nodes of the DBD.

Недостатком прототипа является то, что в процессе репликации отсутствует возможность передачи между узлами РБД информации об изменении структуры данных на локальных узлах РБД, что ограничивает потенциальные возможности процесса функционирования распределенной базы данных с точки зрения времени изменения структуры данных РБД.The disadvantage of the prototype is that during the replication process there is no possibility of transferring information between the RDB nodes about the change in the data structure at the local DBD nodes, which limits the potential of the distributed database functioning process in terms of the time of changing the DBD data structure.

Задачей, решаемой настоящей полезной моделью, является создание системы децентрализованного управления структурой распределенной базы данных, позволяющей снизить затраты временных ресурсов на внесение изменений в структуру данных РБД, за счет введения дополнительной функции структурной обработки. Эта функция реализуется модулем структурной обработки, с применением которого возможно выполнить:The problem solved by this utility model is the creation of a decentralized system for managing the structure of a distributed database, which allows to reduce the cost of time resources for making changes to the data structure of the RDB by introducing an additional function of structural processing. This function is implemented by the structural processing module, with the use of which it is possible to perform:

1) анализ структуры БД своего узла РБД;1) analysis of the database structure of its RDB node;

2) передачу информации об изменениях структуры другим узлам РБД;2) the transfer of information about structural changes to other nodes of the RDB;

3) внесение изменений в структуру своего узла РБД при получении управляющей информации от других узлов РБД.3) making changes to the structure of its RDB node when receiving control information from other DBD nodes.

Перечисленная новая совокупность существенных признаков обеспечивает возможность снижения затрат временных ресурсов на внесение изменений в структуру данных РБД.The listed new set of essential features provides the opportunity to reduce the cost of time resources for making changes to the data structure of the RDB.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие полезной модели условию патентоспособности «новизна».The analysis of the prior art made it possible to establish that analogues that are characterized by a combination of features that are identical to all the features of the claimed technical solution are absent, which indicates the suitability of the utility model for the patentability condition of “novelty”.

Заявленное устройство поясняется чертежом, на котором показана общая структурная схема системы децентрализованного управления структурой распределенной базы данных.The claimed device is illustrated in the drawing, which shows the General structural diagram of a decentralized control system for the structure of a distributed database.

Система децентрализованного структурного управления распределенной базой данных, представленная на чертеже, содержит: локальные базы данных (1.1, 1.2 … 1.n) и программные модули структурной обработки (3.1, 3.2 … 3.n), установленные на узлах РБД (4.1, 4.2 … 4.n). Каждый модуль взаимодействует с узлами РБД (4.1, 4.2 … 4.n) через установленную на узел СУБД (2.1, 2.2 … 2.n), а также с остальными модулями структурной обработки (3.1, 3.2 … 3.n), в соответствии с логической структурой РБД, через телекоммуникационную сеть (5).The distributed database decentralized structural management system shown in the drawing contains: local databases (1.1, 1.2 ... 1.n) and structural processing software modules (3.1, 3.2 ... 3.n) installed on the RDB nodes (4.1, 4.2 ... 4.n). Each module interacts with DBD nodes (4.1, 4.2 ... 4.n) through the DBMS installed on the node (2.1, 2.2 ... 2.n), as well as with other structural processing modules (3.1, 3.2 ... 3.n), in accordance with logical structure of the RDB through the telecommunications network (5).

Промышленная применимость изобретения обусловлена тем, что заявленная полезная модель системы децентрализованного управления структурой распределенной базы данных, может быть реализована на базе современной элементной базы, с достижением указанного в полезной модели назначения.The industrial applicability of the invention is due to the fact that the claimed utility model of a decentralized control system for the structure of a distributed database can be implemented on the basis of a modern elemental base, with the achievement of the purpose specified in the utility model.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.

Каждый модуль структурной обработки (3.1, 3.2 … 3.n) периодически анализирует структуру своего узла РБД (4.1, 4.2 … 4.n), и фиксирует изменения в ней. При возникновении изменения в структуре своего узла РБД (4.1, 4.2 … 4.n), модуль структурной обработки (3.1, 3.2 … 3.n) отсылает, через телекоммуникационную сеть (5), новою структуру своего узла РБД (4.1, 4.2 … 4.n) в формализованном виде (например, XML) всем модулям структурной обработки (3.1, 3.2 … 3.n) других узлов РБД (4.1, 4.2 … 4.n), с которыми его узел РБД (4.1, 4.2 … 4.n) связан в соответствии с логической структурой РБД. Каждый модуль структурной обработки (3.1, 3.2 … 3.n), принявший данную информацию вносит изменения в структуру своего узла РБД (4.1, 4.2 … 4.n). В случае изменений в структуре своего узла РБД (4.1, 4.2 … 4.n), модуль структурной обработки (3.1, 3.2 … 3.n) рассылает новую структуру своей локальной БД (1.1, 1.2 … 1.n) в формализованном виде всем модулям структурной обработки (3.1, 3.2 … 3.n) других узлов РБД (4.1, 4.2 … 4.n), с которыми его узел РБД (4.1, 4.2 … 4.n) связан в соответствии с логической структурой РБД. Взаимодействие модулей структурной обработки (3.1, 3.2 … 3.n) со своими локальными БД (1.1, 1.2 … 1.n) осуществляется через СУБД (2.1, 2.2 … 2.n) своего узла.Each structural processing module (3.1, 3.2 ... 3.n) periodically analyzes the structure of its RDB node (4.1, 4.2 ... 4.n), and captures changes in it. When there is a change in the structure of its RBD node (4.1, 4.2 ... 4.n), the structural processing module (3.1, 3.2 ... 3.n) sends, through the telecommunication network (5), the new structure of its RBD node (4.1, 4.2 ... 4 .n) in a formalized form (for example, XML) to all structural processing modules (3.1, 3.2 ... 3.n) of other RDB nodes (4.1, 4.2 ... 4.n) with which its RDB node (4.1, 4.2 ... 4.n ) is connected in accordance with the logical structure of the RDB. Each structural processing module (3.1, 3.2 ... 3.n) that accepts this information makes changes to the structure of its RDB node (4.1, 4.2 ... 4.n). In case of changes in the structure of its RDB node (4.1, 4.2 ... 4.n), the structural processing module (3.1, 3.2 ... 3.n) sends out a new structure of its local database (1.1, 1.2 ... 1.n) in a formalized form to all modules structural processing (3.1, 3.2 ... 3.n) of other RDB nodes (4.1, 4.2 ... 4.n) with which its RDB node (4.1, 4.2 ... 4.n) is connected in accordance with the logical structure of the RDB. The interaction of structural processing modules (3.1, 3.2 ... 3.n) with their local databases (1.1, 1.2 ... 1.n) is carried out through the DBMS (2.1, 2.2 ... 2.n) of their node.

Правомерность теоретических предпосылок проверялась с помощью имитационных моделей системы-прототипа и заявленной системы. Моделирование выполнялось в рамках теории массового обслуживания на базе языка моделирования GPSS. Эксперимент проводился в программной среде GPSS World при следующих условиях:The validity of the theoretical premises was checked using simulation models of the prototype system and the claimed system. The simulation was carried out as part of the queuing theory based on the GPSS modeling language. The experiment was conducted in the GPSS World software environment under the following conditions:

1) количество узлов РБД n=100;1) the number of RDB nodes n = 100;

2) загрузка узла РБД обработкой запросов на изменение структуры A_и=0,001, где A_и=λ_и·τ_и, при этом λ_и - интенсивность поступления запросов на изменение структуры, а τ_и - среднее время обработки запросов на изменение структуры;2) loading the RDB node by processing requests for a change in the structure A _and = 0.001, where A _and = λ _and · τ _and , and λ _and is the intensity of requests for changes in the structure, and τ _and is the average time of processing requests for changes in the structure;

3) загрузка узла РБД обработкой поисковых запросов A_q=0,1, где A_q=λ_q·τ_q, при этом λ_q - интенсивность поступления поисковых запросов, а τ_q - среднее время обработки поисковых запросов;3) loading the RDB node by processing search queries A _q = 0.1, where A _q = λ _q · τ _q , while λ _q is the intensity of the search queries, and τ _q is the average time for processing search queries;

4) соотношение между затратами времени на обработку поискового запроса и запроса на изменение структуры γ=0,01.4) the ratio between the time spent on processing the search query and the request to change the structure γ = 0.01.

Результаты эксперимента показывают, что применение заявленной системы дает выигрыш по времени изменений структуры данных РБД порядка 7-8% (в зависимости от интенсивности, поступающих в систему, запросов) по сравнению с системой-прототипом.The results of the experiment show that the application of the claimed system gives a gain in time of changes in the structure of the data of the RDB of the order of 7-8% (depending on the intensity of the requests received in the system) compared to the prototype system.

Claims

A decentralized system for managing the structure of a distributed database, containing nodes of a distributed database with installed components of a distributed database management system, characterized in that structural modules are additionally introduced that are designed to analyze the database structure of its RDB node, and transmit information about structural changes to other RDB nodes , making changes to the structure of its RDB node when receiving control information from other DBD nodes, also structural modules the processing is interconnected by a computer network, and connected to the local databases of its nodes through the components of the distributed database management system of its node.