МЕТРИКИ ДЛЯ ОБЧИСЛЕННЯ УЗГОДЖЕНОСТІ У РОЗПОДІЛЕНИХ СХОВИЩАХ ДАНИХ
DOI:
https://doi.org/10.30837/2522-9818.2020.12.040Ключові слова:
розподілені сховища, час на відповідь, CAP-теорема, стохастична метрика узгодженості, методи побудування розподіленої мережіАнотація
Предметом дослідження статті є метрики для обчислення стану узгодженості у розподіленому сховищі даних як одної з найважливіших критеріїв надійного розподіленого сховища даних. Метою роботи є дослідження можливості розроблення програми, яка буде працювати на ранніх етапах проектування розподіленої мережі та побудувати компоненти для алгоритму прийняття рішень, метою якого є побудування оптимальної топології мережі. Такий алгоритм має задовольняти будь-яку бізнес-модель та її потреби. Для цього наступні задачі були вирішені: побудована математична модель для стохастичної метрики оцінювання стану узгодженості, сформовані умови для збіжності часу узгодженості в початкових умовах ідеального середовища розподіленого сховища. Використані методи: теорія числових розділень, базові поняття та формули з теорії графів та теорії ймовірності, комп’ютерне моделювання та програма для проведення експериментів. Як результат, встановлено, що в умовах середовища без втрат даних значення збіжності стану узгодженості після першого запиту на запис менше або дорівнює діаметру графу, що відображає топологію мережі. Таке значення має таку ж саму одиницю вимірювання, що і "link cost" кожного зв’язку в мережі. Також, пропонована стохастична модель для метрики оцінювання стану узгодженості. Це дасть можливість моніторингу поточного стану узгодженості системи у заданому часовому інтервалі. Це дослідження є базою для формування елементів алгоритму прийняття рішень для побудови топології в розподіленій мережі та елементів алгоритму моніторингу системи. Також, на основі частоти запитів на запис та читання даних, пропонована стратегія розташування вузлів у мережі, що може зменшити час на відповідь системи, порівняно, якщо не використовувати цю стратегію. Роблячи висновок, практична роль компонентів алгоритму прийняття рішень – допомога архітектору великої розподіленої мережі сховища на етапі проектування, і як результат, CAP-характеристики будуть задовільнені оптимально для конкретних бізнес-потреб. Математична модель для стохастичної метрики оцінювання узгодженості розподіленого сховища може бути застосована як і на етапі проектування системи, для тестування задовільного рівня узгодженості, так і на етапі операційної підтримки системи у якості компонента моніторингу.
Посилання
Kuhlenkamp, J., Klems, M., Röss, O. (2014), "Benchmarking Scalability and Elasticity of Distributed Database Systems", PVLDB, No. 7, P. 1219–1230.
Tanenbaum, A. S., Steen, M. V. (2007), Distributed systems - principles and paradigms, 2nd Edition, Upper Sddle River, Prentice-hall, 686 p.
Banothu, N., Bhukya, S. and Sharma, K. (2016), "Big-data: Acid versus base for database transactions", 2016 International Conference on Electrical, Electronics, and Optimization Techniques (ICEEOT), Chennai, P. 3704–3709. DOI: 10.1109/ICEEOT.2016.7755401.
Brewer, E. A. (2000), "Towards robust distributed systems (abstract)", PODC '00: Proceedings of the nineteenth annual ACM symposium on Principles of distributed computingJuly 2000, DOI: https://doi.org/10.1145/343477.343502
Gilbert, S., Lynch, N. A. (2002), "Brewer's conjecture and the feasibility of consistent, available, partition-tolerant web services", SIGACT News, No. 33, P. 51–59.
Brewer, E. A. (2012), "CAP twelve years later: How the "rules" have changed", Computer, No. 45, P. 23–29.
Bailis, P., Ghodsi, A. (2013), Eventual Consistency Today: Limitations, Extensions, and Beyond, QUEUE, Vol. 11, Issue 3, P. 9–13, available at : https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/2460276.2462076?download=true
Gilbert, S., Lynch, N. A. (2012), "Perspectives on the CAP Theorem", Computer, No. 45, P. 30–36.
Calder, B., Wang, J., Ogus, A., Nilakantan, N., Skjolsvold, A., et. al. (2011), "Windows Azure Storage: a highly available cloud storage service with strong consistency", SOSP '11, available at : https://azure.microsoft.com/en-us/blog/sosp-paper-windows-azure-storage-a-highly-available-cloud-storage-service-with-strong-consistency/.
Madria, S. K. (1998), "Handling of Mutual Conflicts in Distributed Databases Using Timestamps", Comput. J., No. 41, P. 376–385.
Rukkas, K., Zholtkevych, G. (2015), "Distributed Datastores: Towards Probabilistic Approach for Estimation of Dependability", ICTERI, Computer Science, available at : https://pdfs.semanticscholar.org/5eb0/01632c6cd6da2e4ec92adbc288939de0f4f9.pdf?_ga=2.235973185.1723289165.1592897490-2045290888.1592897490.
Andrews, G. E. (1976), The theory of partitions, Cambridge University Press, 255 p.
Bondy, J. A., Murty, U. S. (1976), Graph Theory with Applications, Elsevier Science Ltd.The Boulevard Langford Lane Kidlington, Oxford OX5 1GBUnited Kingdom, 270 p.
Rukkas, K., Zholtkevych, G. (2020), "Probabilistic model for estimation of cap-guarantees for distributed datastore", Advanced Information Systems, No. 4, P. 47–50. DPI: 10.20998/2522-9052.2020.2.09
Rukkas, K., Zholtkevych, G. (2020), "Load balancing consistency in a distributed datastore", Control, Navigation and Communication Systems, No. 2, P. 95–100. DOI: 10.26906/SUNZ.2020.2.095
Lemeshko, O., Yevdokymenko, M., Yeremenko, O. (2019), "Model of data traffic qos fast rerouting in infocommunication networks", Innovative Technologies and Scientific Solutions for Industries, No. 3 (9), P. 127–134. DOI: https://doi.org/10.30837/2522-9818.2019.9.127
Yeremenko, O., Yevdokymenko, M., Sleiman, B. (2020), "Advanced performance-based fast rerouting model with path protection and its bandwidth in software-defined network", Innovative Technologies and Scientific Solutions for Industries, No. 1 (11), P. 163–171. DOI: https://doi.org/10.30837/2522-9818.2020.11.163.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Galyna Zholtkevych
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License (CC BY-NC-SA 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо не комерційного та не ексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису опублікованої роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
