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Universidade Federal de Santa CatarinaPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação
Lazy Database Replication with Ordering Guarantees
Khuzaima Daudjee and Kenneth SalemSchool of Computer Science
University of WaterlooICDE'04
Apresentação por Rodrigo Gonçalves
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Lazy Database Replication with Ordering Guarantees
1. Introdução2. Strong Session Serializability3. Arquitetura4. Testes5. Conclusão
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Lazy Database Replication with Ordering Guarantees
1. Introdução2. Strong Session Serializability3. Arquitetura4. Testes5. Conclusão
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Introdução
Replicação Performance Disponibilidade
Formas de replicação Eager replication
Uma transação Lazy replication
Duas ou mais transações
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Introdução Lazy Replication
Ordem das transações Dados inválidos
Serialização Não resolve completamente o problema T2 pode não ver os efeitos de T1, mesmo
sendo executada após T1
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Introdução Serialização forte
Garante ordem Problemática para Lazy Replication
Atualização completa antes do uso Proposta
Strong Session Serializability Serialização forte parcial
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1. Introdução2. Strong Session Serializability3. Arquitetura4. Testes5. Conclusão
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Strong Session Serializability Serialização forte
Garante ordem a um alto custo Reduz disponibilidade das réplicas
Aguardam transações anteriores Cria dependências entre transações
Muitas vezes desnecessárias
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Strong Session Serializability Strong session serializability
Dependências apenas onde for necessário Diminui dependências entre transações
Sessão Conjunto de transações Existe dependência
Garante-se serialização forte na Sessão
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1. Introdução2. Strong Session Serializability3. Arquitetura4. Testes5. Conclusão
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Arquitetura Sistema básico
Arquitetura “Lazy Master” Um nodo primário Vários nodos secundários
Independentes Transações de leitura executadas em
nodos secundários Transações de escrita somente no nodo
primário
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Arquitetura Sistema básico
Arquitetura “Lazy Master” Escalonável
Adição de nodos secundários Consultas
Nodo primário Serializa transações Número seqüencial Replicação seqüencial “Lazy propagation”
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Arquitetura Sistema básico
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Arquitetura O sistema básico
Garante serialização global Não garante “strong session
serializability” Um gerenciador de sessões
Garante “strong session serializability”
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Arquitetura Sistema básico
Nodos secundários FIFO Refresh Transactions Seqüencial
Gerado na aplicaçaõ de uma “Refresh Transaction”
Necessário pelo Gerenciador de Sessão seq(DB)
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Arquitetura Gerenciador de Sessão
Garante Strong Session Serializability Um por nodo secundário Transações de um cliente Supõe-se
Transações executadas em um único nodo Transações seqüenciais
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Arquitetura Gerenciador de Sessão
Seqüencial por sessão - seq(s) Último estado do BD
Algorítimo BLOCK Algorítimo FORWARD
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Arquitetura Gerenciador de Sessão
Algorítimo BLOCK Transações (T) de leitura executam somente
quando o estado do nodo secundário é compatível com a transação
seq(DB) >= seq(s)
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Arquitetura Gerenciador de Sessão
Algorítimo BLOCK Para transações de escrita:
Inicie T no nodo primário
Execute as operações de T no nodo primário
Complete ou aborte T no nodo primário
Obtenha o seq(T) do nodo primário
Se T completada entãoseq(s) ← seq(T)
FimSe
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Lazy Database Replication with Ordering Guarantees
Arquitetura Gerenciador de Sessão
Algorítimo BLOCK Para transações de leitura:
AGUARDE ATÉ seq(DB) ≥ seq(s) no nodo secundário
Inicie T no nodo secundário
Execute as leituras de T no nodo secundário
Aborte ou complete T no nodo secundário
Se T completada entãoseq(s) ← seq(DB)
FimSe
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Lazy Database Replication with Ordering Guarantees
Arquitetura Gerenciador de Sessão
Algorítimo FORWARD Gerencia atualizações como BLOCK Transações de leitura
Redirecionadas para o nodo primário Evita espera pela atualização do nodo
secundário
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Lazy Database Replication with Ordering Guarantees
Arquitetura Gerenciador de Sessão
Algorítimo FORWARDSe seq(DB) ≥ seq(s) no nodo secundário então
Inicie T no nodo secundárioExecute as operações de T no nodo secundárioComplete ou aborte T no nodo secundárioSe T completada então
seq(s) ← seq(DB)FimSe
SenãoInicie T no nodo primárioExecute as operações de T no nodo primárioComplete ou aborte T no nodo primárioObtenha seq(T) do nodo primárioSe T completada então
seq(s) ← seq(T)FimSe
FimSe
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Lazy Database Replication with Ordering Guarantees
Arquitetura Gerenciador de Sessão
Algorítimo BLOCK Distribui carga das operações de leitura Pode retardar uma transação de leitura
Algorítimo FORWARD Pode sobrecarregar o nodo primário Mais eficiente para operações de leitura
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1. Introdução2. Strong Session Serializability3. Arquitetura4. Testes5. Conclusão
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Testes Modelo de simulação
Comparar métodos Forward e Block
Pacote de simulação CSIM
Simula um sistema distribuído completo
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Lazy Database Replication with Ordering Guarantees
Testes Modelo de simulação
Parâmetro Descrição Padrão
num_clients Número de clientes Variadonum_sec Número de nodos secundários 5think_time Tempo médio de processamento do cliente 7s
session_time Duração média de uma sessão 15 min.update_tran_prob Probabilidade de uma transação de escrita 20,00%
conflict_prob Probabilidade de conflito na transação 20,00%tran_size Número médio de operações por transação 10
op_service_time Tempo de serviço por operação 0.02supdate_op_prob Probabilidade de operação de atualização 30,00%
propagation_dealy Tempo de propagação 10s
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Lazy Database Replication with Ordering Guarantees
Testes Análise de performance
Objetivos Custo em termos de transação Comparar o modelo geral de serialização
com o strong session serializability Comparar os algorítimos Forward e Block
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Lazy Database Replication with Ordering Guarantees
Testes Análise de performance
Dois algorítimos adicionais na comparação ALG-1SR
Serialização global simples Não bloqueia transações
ALG-STRONG-SITE-1SR Algorítimo Block com apenas uma sessão por
nodo secundário Mais restritivo que strong session serializability
porém menos que strong serializability Equivalente ao strong serializability em custo
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Lazy Database Replication with Ordering Guarantees
Testes Metodologia
Simulações com 35 minutos de duração 5 minutos para warm up Resultados tomados da média de 5
simulações
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Testes Testes com a configuração padrão
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Testes Testes com a configuração padrão
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Lazy Database Replication with Ordering Guarantees
Testes Testes com a configuração padrão
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Lazy Database Replication with Ordering Guarantees
Testes Testes com a configuração padrão
Leituras Forward mais eficiente em baixa carga Block mais constante
Tempo de propagação Torna métodos equivalentes
ALG-Strong-Site-1SR pior que Block Demonstra necessidade de evitar
dependências desnecessárias
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Testes Escalabilidade
Número de nodos secundários e clientes variando Mantendo-se em média 20 clientes por nodo
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Testes Escalabilidade
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Testes Escalabilidade
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Testes Escalabilidade
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Testes Escalabilidade
Forward tem baixo desempenho Block demonstrou-se equivalente ao Alg-
1SR em performance Reduzindo o percentual de transações de
escrita, a escalabilidade melhorou consideravelmente
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1. Introdução2. Strong Session Serializability3. Arquitetura4. Testes5. Conclusão
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Conclusão Adaptação de um sistema 1SR Garante serialização em sessões Dependências Tempos de propagação Método escalável e aplicável a
sistemas distribuídos