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Bases de Datos Distribuidas




BASES DE DATOS
 DISTRIBUIDAS
Bases de Datos Distribuidas



Definición:

•   Consiste en una colección de sitios,
    conectados por medio de algún tipo de red de
    comunicación, en el cual

         Cada sitio es un sistema de BD completo por derecho
         propio, pero

         Los sitios ha acordado trabajar juntos, a fin de que un
         usuario de cualquier sitio pueda acceder a los datos
         desde cualquier lugar de la red, exactamente como si
         los datos estuvieran guardados en el propio sitio del
         usuario.
Bases de Datos Distribuidas



Definición:

•   Una BDD es en realidad un tipo de BD virtual
    cuyas     partes    componentes       están
    almacenadas en varias BD “reales” distintas
    que se encuentran en varios sitios distintos
    (de hecho, es la unión lógica de esas BD
    reales).
Bases de Datos Distribuidas



Definición:

•       En otras palabras, cada sitio local tiene

    –     Sus propias BD “reales”
    –     Sus propios usuarios locales
    –     Su propio DBMS local
    –     Software de administración de transacciones (incluyendo
          su propio software local para bloqueo, registro en
          bitácora, recuperación, etc.)
    –     Así como su propio administrador de comunicación de
          datos local.
Bases de Datos Distribuidas



Definición:

•   Es común suponer que los sitios componentes
    están dispersos físicamente – quizá también
    dispersos geográficamente -, aunque de hecho
    basta con que estén dispersos lógicamente.

•   Dos “sitios” pueden incluso coexistir en la misma
    máquina física.
Bases de Datos Distribuidas



Ventajas:

•   ¿Por qué son necesarias las BDD?

•     La respuesta es que las empresas ya están
    generalmente distribuidas al menos de manera
    lógica (en divisiones, departamentos, grupos de
    trabajo, etc.)

•   Y es muy probable que también lo estén de
    manera física (en plantas, fábricas, laboratorios,
    etc.);
Bases de Datos Distribuidas



Ventajas:

•   De esto deducimos que por lo general también los
    datos ya están distribuidos

•   Ya que cada unidad organizacional dentro de la
    empresa mantendrá los datos que son importantes
    para su propia operación

•    Por lo tanto, el valor de la información total de la
    empresa está divido en lo que a veces llamamos
    “islas de información”
Bases de Datos Distribuidas


Ventajas:

•   Lo que hace un Sistema Distribuido es
    proporcionar los puentes necesarios para conectar
    a esas islas entre sí

•   En otras palabras, permite que la estructura de la
    BD refleje la estructura de la empresa – los datos
    locales son conservados localmente en el lugar
    donde pertenecen de manera más lógica –

•   Y al mismo tiempo, permite tener acceso a datos
    remotos cuando sea necesario.
Bases de Datos Distribuidas

Ventajas:

•   El arreglo distribuido combina eficiencia de
    procesamiento (los datos se mantienen cerca del
    punto en donde se usan más frecuentemente).

•   Con una mayor accesibilidad (es posible acceder
    a una cuenta remota y viceversa, por medio de la
    red de comunicaciones).

•   Probablemente el mayor beneficio de los sistemas
    distribuidos es que permiten que la estructura de la
    BD refleje la estructura de la empresa
Bases de Datos Distribuidas


Desventajas:


•   La mayor desventaja es el hecho de que los
    sistemas distribuidos son complejos (al menos
    desde el punto de vista técnico).

•   Por supuesto, de manera ideal esa complejidad
    debe ser problema del implementador y no del
    usuario.

•   Pero es probable que algunos aspectos
    aparecerán ante los usuarios, a menos que se
    tomen precauciones muy cuidadosas.
Bases de Datos Distribuidas


Ejemplos de algunos DDBMS:
Prototipos
•   SDD-1, que fue construido en la división de
    investigación de Computer Corporation of America.
    –      Finales de los años 70 y principios de los 80.

•       R*, una versión distribuida del prototipo System R,
        construida en IBM Research
    –     Principios de los años 80

•       Distributed Ingres, una versión distribuida del
        prototipo Ingres, construida en la Universidad de
        California en Berkeley
    –     Principios de los 80
Bases de Datos Distribuidas


Ejemplos de algunos DDBMS :

Implementaciones comerciales:

•       La mayoría de los productos SQL actuales
        proporcionan algún tipo de soporte de BDD (con
        diversos grados de funcionalidad).

    –     Ingres/Star, el componente de BDD de Ingres
    –     La opción de BDD de Oracle
    –     La propiedad de datos distribuidos de DB2
Bases de Datos Distribuidas


Ejemplos de algunos DDBMS:

Tanto los DDBMS prototipos como los productos, son
    relacionales (al menos todos soportan SQL).

Además, hay varias razones por las cuales, para que
   un sistema distribuido sea exitoso, debe ser
   relacional.

La tecnología relacional es un requisito previo para
    tecnología distribuida
Bases de Datos Distribuidas


Principio Fundamental
“Ante el usuario, un sistema distribuido debe lucir
    exactamente igual que un sistema que no es
    distribuido”

•   En otras palabras, los usuarios de un sistema
    distribuido deben ser capaces de comportarse
    exactamente como si no fuera distribuido.

•   Todos los problemas de los sistemas distribuidos
    son, o deberían ser, problemas internos o en el
    nivel de implementación, y no externos o en el nivel
    de usuario.
Bases de Datos Distribuidas


El principio fundamental nos conduce a 12 reglas u
    objetivos:

1.- Autonomía local. Los sitios en un sistema
    distribuido deben ser autónomos.

   –    La autonomía local significa que todas las operaciones
       en un sitio dado están controladas por ese sitio; ningún
       sitio X debe depender de algún otro sitio Y para su
       operación satisfactoria.

   –      La seguridad, integridad y representación de
       almacenamiento de los datos locales permanecen bajo el
       control y jurisdicción del sitio local.
Bases de Datos Distribuidas


12 reglas u objetivos:
2.- No dependencia de un sitio central. La autonomía
     local implica que todos los sitios deben ser tratados
     como iguales.
   –    Por lo tanto, no debe haber particularmente ninguna
       dependencia de un sitio “maestro” central para algún
       servicio central, tal que todo el sistema dependa de ese
       sitio central.

   –    Razones por las cuales no debería haber un sitio central:
       • El sitio central puede ser un cuello de botella

       •   El sistema sería vulnerable; es decir, si el sitio central
           falla, también fallará todo el sistema
Bases de Datos Distribuidas


12 reglas u objetivos:

3.- Operación continua. Una ventaja de los sistemas
     distribuidos es que deben proporcionar mayor
     confiabilidad y mayor disponibilidad.

   –   Confiabilidad. La probabilidad de que el sistema esté
       listo y funcionando en cualquier momento dado. Los SD
       no son una propuesta de todo o nada; pueden continuar
       operando cuando hay alguna falla en algún componente
       independiente.

   –   Disponibilidad. La probabilidad de que el sistema esté
       listo y funcionando continuamente a lo largo de un
       período especificado.
Bases de Datos Distribuidas


12 reglas u objetivos:

4.- Independencia de ubicación. Conocida también
     como transparencia de ubicación.

   –   Los usuarios no tienen que saber dónde están
       almacenados físicamente los datos, sino que deben ser
       capaces de comportarse como si todos los datos
       estuvieran almacenados en su propio sitio local.

   –   Esto simplifica los programas de los usuarios. En
       particular, permite que los datos emigren de un sitio a otro
       sin invalidar ninguno de estos programas o actividades.
Bases de Datos Distribuidas


12 reglas u objetivos:
5.- Independencia de fragmentación. Un sistema
    soporta la fragmentación de datos cuando puede
    ser dividida en o partes o fragmentos, para efectos
    de almacenamiento físico.
   –   La fragmentación es necesaria por razones de
       rendimiento: los datos pueden estar almacenados en la
       ubicación donde son usados más frecuentemente para
       que la mayoría de las operaciones sean locales y se
       reduzca el tráfico en la red.

   –   Los usuarios deben comportarse como si los datos en
       realidad estuvieran sin fragmentación alguna.
Bases de Datos Distribuidas


12 reglas u objetivos:
6.- Independencia de replicación. El sistema soporta
     replicación de datos cuando un fragmento puede
     ser representado por muchas copias distintas, o
     réplicas, guardadas en muchos sitios distintos.

  Las réplicas son necesarias por dos razones
    principales:
   –   Significan un mejor rendimiento (las aplicaciones
       pueden operar sobre las copias locales en lugar
       de tener que comunicarse con sitios remotos)
Bases de Datos Distribuidas


12 reglas u objetivos:
6.- Independencia de replicación…
   –   Pueden significar una mejor disponibilidad (un
       objeto replicado permanece disponible para su
       procesamiento, mientras esté disponible al
       menos una copia).

Por supuesto, la principal desventaja de las réplicas es
    que al actualizarlas es necesario actualizar todas:
    el problema de la propagación de la
    actualización.
Bases de Datos Distribuidas


12 reglas u objetivos:

7.- Procesamiento de consultas distribuidas. La
    optimización es importante en un sistema
    distribuido que en uno centralizado, incluso mucho
    más.

   –    El punto básico es que en una consulta que involucra a
       varios sitios, habrá muchas formas posibles de mover los
       datos en el sistema para satisfacer la solicitud, y es
       crucialmente importante que se encuentre una estrategia
       eficiente.
Bases de Datos Distribuidas


12 reglas u objetivos:

8.- Administración de transacciones distribuidas.
    Existen dos aspectos principales en la
    administración de transacciones: control de
    recuperación y control de la concurrencia.

   –    Ambos aspectos requieren un tratamiento amplio en el
       ambiente distribuido.

   –   Ya que una sola transacción puede involucrar la ejecución
       de código en muchos sitios.
Bases de Datos Distribuidas


12 reglas u objetivos:

8.- Administración de transacciones distribuidas…

   –   Puede involucrar actualizaciones en muchos sitios y se
       debe de cuidar que la transacción no caiga en un bloqueo
       mortal (basado en el bloqueo).

   –     Para el control de la recuperación,         es necesario
       asegurarse que una transacción dada sea       atómica en el
       ambiente distribuido, el sistema debe         por lo tanto
       asegurarse de que la transacción sea          confirmada o
       deshecha (se puede utilizar el protocolo de   confirmación
       de dos fases).
Bases de Datos Distribuidas


12 reglas u objetivos:

9.- Independencia de hardware. Soporte para un gran
     número de máquinas diferentes. Poder integrar
     todos los datos de todos estos sistemas y
     presentar al usuario una “imagen del sistema
     único”.

10.-       Independencia     de   sistema     operativo.
       Obviamente es necesario no sólo tener la
       posibilidad de ejecutar el mismo DBMS en
       diferentes plataformas de hardware, sino también
       ejecutarlo en diferentes plataformas de sistema
       operativo.
Bases de Datos Distribuidas


12 reglas u objetivos:

11.- Independencia de red.

Si el sistema va a tener la posibilidad de soportar
    muchos sitios distintos es obviamente necesario
    tener la posibilidad de soportar también una
    variedad de redes de comunicación distintas.
Bases de Datos Distribuidas


12 reglas u objetivos:

12.- Independencia de DBMS. Lo que se necesita es
     que todos los ejemplares de DBMS en sitios
     diferentes soporten la misma interfaz.

   –   Aunque no tienen que ser necesariamente copias del
       mismo software DBMS.

   –   En otras palabras, sería posible que el sistema distribuido
       fuera heterogéneo, al menos en cierto grado.

   –   Sería muy bueno si diferentes DBMS pudieran participar
       de alguna forma en un sistema distribuido.

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Base de datos distribuidas grupo #11
 
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bases de datos distribuidas

  • 1. Bases de Datos Distribuidas BASES DE DATOS DISTRIBUIDAS
  • 2. Bases de Datos Distribuidas Definición: • Consiste en una colección de sitios, conectados por medio de algún tipo de red de comunicación, en el cual Cada sitio es un sistema de BD completo por derecho propio, pero Los sitios ha acordado trabajar juntos, a fin de que un usuario de cualquier sitio pueda acceder a los datos desde cualquier lugar de la red, exactamente como si los datos estuvieran guardados en el propio sitio del usuario.
  • 3. Bases de Datos Distribuidas Definición: • Una BDD es en realidad un tipo de BD virtual cuyas partes componentes están almacenadas en varias BD “reales” distintas que se encuentran en varios sitios distintos (de hecho, es la unión lógica de esas BD reales).
  • 4. Bases de Datos Distribuidas Definición: • En otras palabras, cada sitio local tiene – Sus propias BD “reales” – Sus propios usuarios locales – Su propio DBMS local – Software de administración de transacciones (incluyendo su propio software local para bloqueo, registro en bitácora, recuperación, etc.) – Así como su propio administrador de comunicación de datos local.
  • 5. Bases de Datos Distribuidas Definición: • Es común suponer que los sitios componentes están dispersos físicamente – quizá también dispersos geográficamente -, aunque de hecho basta con que estén dispersos lógicamente. • Dos “sitios” pueden incluso coexistir en la misma máquina física.
  • 6. Bases de Datos Distribuidas Ventajas: • ¿Por qué son necesarias las BDD? • La respuesta es que las empresas ya están generalmente distribuidas al menos de manera lógica (en divisiones, departamentos, grupos de trabajo, etc.) • Y es muy probable que también lo estén de manera física (en plantas, fábricas, laboratorios, etc.);
  • 7. Bases de Datos Distribuidas Ventajas: • De esto deducimos que por lo general también los datos ya están distribuidos • Ya que cada unidad organizacional dentro de la empresa mantendrá los datos que son importantes para su propia operación • Por lo tanto, el valor de la información total de la empresa está divido en lo que a veces llamamos “islas de información”
  • 8. Bases de Datos Distribuidas Ventajas: • Lo que hace un Sistema Distribuido es proporcionar los puentes necesarios para conectar a esas islas entre sí • En otras palabras, permite que la estructura de la BD refleje la estructura de la empresa – los datos locales son conservados localmente en el lugar donde pertenecen de manera más lógica – • Y al mismo tiempo, permite tener acceso a datos remotos cuando sea necesario.
  • 9. Bases de Datos Distribuidas Ventajas: • El arreglo distribuido combina eficiencia de procesamiento (los datos se mantienen cerca del punto en donde se usan más frecuentemente). • Con una mayor accesibilidad (es posible acceder a una cuenta remota y viceversa, por medio de la red de comunicaciones). • Probablemente el mayor beneficio de los sistemas distribuidos es que permiten que la estructura de la BD refleje la estructura de la empresa
  • 10. Bases de Datos Distribuidas Desventajas: • La mayor desventaja es el hecho de que los sistemas distribuidos son complejos (al menos desde el punto de vista técnico). • Por supuesto, de manera ideal esa complejidad debe ser problema del implementador y no del usuario. • Pero es probable que algunos aspectos aparecerán ante los usuarios, a menos que se tomen precauciones muy cuidadosas.
  • 11. Bases de Datos Distribuidas Ejemplos de algunos DDBMS: Prototipos • SDD-1, que fue construido en la división de investigación de Computer Corporation of America. – Finales de los años 70 y principios de los 80. • R*, una versión distribuida del prototipo System R, construida en IBM Research – Principios de los años 80 • Distributed Ingres, una versión distribuida del prototipo Ingres, construida en la Universidad de California en Berkeley – Principios de los 80
  • 12. Bases de Datos Distribuidas Ejemplos de algunos DDBMS : Implementaciones comerciales: • La mayoría de los productos SQL actuales proporcionan algún tipo de soporte de BDD (con diversos grados de funcionalidad). – Ingres/Star, el componente de BDD de Ingres – La opción de BDD de Oracle – La propiedad de datos distribuidos de DB2
  • 13. Bases de Datos Distribuidas Ejemplos de algunos DDBMS: Tanto los DDBMS prototipos como los productos, son relacionales (al menos todos soportan SQL). Además, hay varias razones por las cuales, para que un sistema distribuido sea exitoso, debe ser relacional. La tecnología relacional es un requisito previo para tecnología distribuida
  • 14. Bases de Datos Distribuidas Principio Fundamental “Ante el usuario, un sistema distribuido debe lucir exactamente igual que un sistema que no es distribuido” • En otras palabras, los usuarios de un sistema distribuido deben ser capaces de comportarse exactamente como si no fuera distribuido. • Todos los problemas de los sistemas distribuidos son, o deberían ser, problemas internos o en el nivel de implementación, y no externos o en el nivel de usuario.
  • 15. Bases de Datos Distribuidas El principio fundamental nos conduce a 12 reglas u objetivos: 1.- Autonomía local. Los sitios en un sistema distribuido deben ser autónomos. – La autonomía local significa que todas las operaciones en un sitio dado están controladas por ese sitio; ningún sitio X debe depender de algún otro sitio Y para su operación satisfactoria. – La seguridad, integridad y representación de almacenamiento de los datos locales permanecen bajo el control y jurisdicción del sitio local.
  • 16. Bases de Datos Distribuidas 12 reglas u objetivos: 2.- No dependencia de un sitio central. La autonomía local implica que todos los sitios deben ser tratados como iguales. – Por lo tanto, no debe haber particularmente ninguna dependencia de un sitio “maestro” central para algún servicio central, tal que todo el sistema dependa de ese sitio central. – Razones por las cuales no debería haber un sitio central: • El sitio central puede ser un cuello de botella • El sistema sería vulnerable; es decir, si el sitio central falla, también fallará todo el sistema
  • 17. Bases de Datos Distribuidas 12 reglas u objetivos: 3.- Operación continua. Una ventaja de los sistemas distribuidos es que deben proporcionar mayor confiabilidad y mayor disponibilidad. – Confiabilidad. La probabilidad de que el sistema esté listo y funcionando en cualquier momento dado. Los SD no son una propuesta de todo o nada; pueden continuar operando cuando hay alguna falla en algún componente independiente. – Disponibilidad. La probabilidad de que el sistema esté listo y funcionando continuamente a lo largo de un período especificado.
  • 18. Bases de Datos Distribuidas 12 reglas u objetivos: 4.- Independencia de ubicación. Conocida también como transparencia de ubicación. – Los usuarios no tienen que saber dónde están almacenados físicamente los datos, sino que deben ser capaces de comportarse como si todos los datos estuvieran almacenados en su propio sitio local. – Esto simplifica los programas de los usuarios. En particular, permite que los datos emigren de un sitio a otro sin invalidar ninguno de estos programas o actividades.
  • 19. Bases de Datos Distribuidas 12 reglas u objetivos: 5.- Independencia de fragmentación. Un sistema soporta la fragmentación de datos cuando puede ser dividida en o partes o fragmentos, para efectos de almacenamiento físico. – La fragmentación es necesaria por razones de rendimiento: los datos pueden estar almacenados en la ubicación donde son usados más frecuentemente para que la mayoría de las operaciones sean locales y se reduzca el tráfico en la red. – Los usuarios deben comportarse como si los datos en realidad estuvieran sin fragmentación alguna.
  • 20. Bases de Datos Distribuidas 12 reglas u objetivos: 6.- Independencia de replicación. El sistema soporta replicación de datos cuando un fragmento puede ser representado por muchas copias distintas, o réplicas, guardadas en muchos sitios distintos. Las réplicas son necesarias por dos razones principales: – Significan un mejor rendimiento (las aplicaciones pueden operar sobre las copias locales en lugar de tener que comunicarse con sitios remotos)
  • 21. Bases de Datos Distribuidas 12 reglas u objetivos: 6.- Independencia de replicación… – Pueden significar una mejor disponibilidad (un objeto replicado permanece disponible para su procesamiento, mientras esté disponible al menos una copia). Por supuesto, la principal desventaja de las réplicas es que al actualizarlas es necesario actualizar todas: el problema de la propagación de la actualización.
  • 22. Bases de Datos Distribuidas 12 reglas u objetivos: 7.- Procesamiento de consultas distribuidas. La optimización es importante en un sistema distribuido que en uno centralizado, incluso mucho más. – El punto básico es que en una consulta que involucra a varios sitios, habrá muchas formas posibles de mover los datos en el sistema para satisfacer la solicitud, y es crucialmente importante que se encuentre una estrategia eficiente.
  • 23. Bases de Datos Distribuidas 12 reglas u objetivos: 8.- Administración de transacciones distribuidas. Existen dos aspectos principales en la administración de transacciones: control de recuperación y control de la concurrencia. – Ambos aspectos requieren un tratamiento amplio en el ambiente distribuido. – Ya que una sola transacción puede involucrar la ejecución de código en muchos sitios.
  • 24. Bases de Datos Distribuidas 12 reglas u objetivos: 8.- Administración de transacciones distribuidas… – Puede involucrar actualizaciones en muchos sitios y se debe de cuidar que la transacción no caiga en un bloqueo mortal (basado en el bloqueo). – Para el control de la recuperación, es necesario asegurarse que una transacción dada sea atómica en el ambiente distribuido, el sistema debe por lo tanto asegurarse de que la transacción sea confirmada o deshecha (se puede utilizar el protocolo de confirmación de dos fases).
  • 25. Bases de Datos Distribuidas 12 reglas u objetivos: 9.- Independencia de hardware. Soporte para un gran número de máquinas diferentes. Poder integrar todos los datos de todos estos sistemas y presentar al usuario una “imagen del sistema único”. 10.- Independencia de sistema operativo. Obviamente es necesario no sólo tener la posibilidad de ejecutar el mismo DBMS en diferentes plataformas de hardware, sino también ejecutarlo en diferentes plataformas de sistema operativo.
  • 26. Bases de Datos Distribuidas 12 reglas u objetivos: 11.- Independencia de red. Si el sistema va a tener la posibilidad de soportar muchos sitios distintos es obviamente necesario tener la posibilidad de soportar también una variedad de redes de comunicación distintas.
  • 27. Bases de Datos Distribuidas 12 reglas u objetivos: 12.- Independencia de DBMS. Lo que se necesita es que todos los ejemplares de DBMS en sitios diferentes soporten la misma interfaz. – Aunque no tienen que ser necesariamente copias del mismo software DBMS. – En otras palabras, sería posible que el sistema distribuido fuera heterogéneo, al menos en cierto grado. – Sería muy bueno si diferentes DBMS pudieran participar de alguna forma en un sistema distribuido.