Arquitetura P2P(Integração de Dados)

Luciana Pereira OliveiraLuciana Pereira Oliveiralpo@cin.ufpe.br

www.cin.ufpe.br/~lpo

Professora: Valéria TimesProfessora: Valéria Times

Duração: 30 minutosDuração: 30 minutos

Data: 11/02/2005Data: 11/02/2005

• Definição de Sistema de Banco de Dados P2P:– Não há distinção entre Clientes e Servidores.– Todas as máquinas têm todas as funcionalidades dos SGBDs.– Podem se comunicar com outras máquinas para executar

transações e consultas. (Distribuição da computação local).– Topologia da rede pode ser modificada dinamicamente.– Possivelmente, diferentes Esquemas

• Vantagens:– Disponibilidade do Sistema e dos Dados– Escalabilidade

• Dificuldades:– Consistência dos Dados– Otimização das Consultas– Maior Complexidade nas Operações

Arquitetura Peer-to-Peer (P2P)

• Esquema conceitual global – Descrição global e unificada da fontes; e transparência de

distribuição.

Processo de Integração

Traduçãode Esquemas

Integração de Esquema

DB 1

Local esquema 1

Tradutor 1

Integrador

Esquema Global

Tradutor 2 Tradutor n

N modelos

RepresentaçãoCanônica

Local esquema 2 Local esquema n

DB 2 DB n

•Mapeamento de Esquemas –Regras de mapeamento entre esquemas locais e o esquema global

•Integração de Esquemas–Homogeneização– Integração:

Completa, Mínima

• EIL – Heterogeneidade da organização dos dados físicos.

• ECG - Estrutura lógica dos dados em todos os sites.

• ECL - Fragmentação e replicação.

• O modelo favorece:– Independência de dados.– Transparência de

localização.– Transparência de

replicação.

Arquitetura Geral

EsquemaExterno2

EsquemaExterno3

EsquemaExterno1

EsquemaConceitual

Local_A

EsquemaInternoLocal_A

EsquemaConceitual

Local_B

EsquemaInternoLocal_B

EsquemaConceitual

Local_C

EsquemaInternoLocal_C

Esquema Conceitual Global

Detalhes dos Componentes da Arquitetura Geral

Processador do Usuário

Tradutor da interface do usuário

Controlador de dados semânticos

Otimizador de consulta global

Monitor de execução globalDG

ECG

EE

Processador de Dados Processador de consulta local

Gerenciador de recuperação local

Processador de suporte runtime

ECL

EIL

Log doSistema

UsuárioSolicitação do UsuárioRespostas do Sistema

Componente Processador do Usuário

Processador do Usuário

Tradutor da interface do usuário

Controlador de dados semânticos

Otimizador de consulta global

Monitor de execução globalDG

ECG

EE

Processador de Dados

Processador de consulta local

Gerenciador de recuperação local

Processador de suporte runtime

ECL

EIL

Log doSistema

Usuário

Solicitação do UsuárioRespostas do Sistema

Processador de Dados Processador de consulta local

Gerenciador de recuperação local

Processador de suporte runtime

ECL

EIL

Log doSistema

Processador do Usuário

Tradutor da interface do usuário

Controlador de dados semânticos

Otimizador de consulta global

Monitor de execução globalDG

ECG

EE

Usuário

Solicitação do UsuárioRespostas do Sistema

Componente Processador de Dados

• Baseado em modelos lógicos

• Bancos de dados relacionais

• Definições:– Banco de dados local: conjunto de dados,

índices e restrições que serão compartilhados. – Regra de coordenação: mapear objetos que

estão em diferentes nós.– Sistema P2P– Consulta

Sistema P2P coDB

Integração P2P

Cidadão-3NomeJoãoRosaRobertaRoberta

Conclusão não desejável no P2P

BD1 BD2 BD3

BD interno BD público BD da Agência de Pensões

Masculino-2NomeJoãoCarlosJosé

Feminino-2NomeMariaRosaCarla

União-3Nome NomeJoão RosaRoberto Roberta

Cidadão-1Nome StatusJoão CasadoMaria SolteiroCarlos SolteiroJosé SolteiroRosa Casado

Regras BD1 e BD2:– Cidadão-1(x,y) => (Masculino-2(x) V Feminino-2(x))

Regras BD2 e BD3– Masculino-2(x) => Cidadão-3(x)– Feminino-2(x) => Cidadão-3(x)

Regras BD1 e BD3– Cidadão-1(x) => Cidadão-3(x)

Regras Cíclicas– Cidadão-1(x,”Casado”) => União-3(x,y)– União-3(x,y) => Cidadão-1(x,”Casado”) ^ Cidadão-1(y,”Casado”)

Arquitetura para Processamento de Consultas DistribuídasRegra de Coordenação na Arquitetura coDB

Relaçõespeer1

Cabeça

Corpo 2

peer1Compartilha

algumas variáveis da relação

Relaçõespeer2

Cabeça 1

Corpo 2

peer2Compartilha

algumas variáveis da relação

Relaçõespeer3

Cabeça 1

Corpo 2

peer3Compartilha

algumas variáveis da relação

C1C1

C3 Possibilidade de Importar dados de peers conhecidos de um dado peer.

Arquitetura para Processamento de Consultas DistribuídasRegra de Coordenação na Arquitetura coDB

Cidadão-1

peer1

Feminino-2Masculino-2

Masculino-2(x)

Cidadão-3(x)

peer2

União-3Cidadão-3

Cabeça 1

Corpo 2

peer3Compartilha

algumas variáveis da relação

C1C1

C3 Possibilidade de Importar dados de peers conhecidos de um dado peer.

C2

Cidadão-1(x)Cidadão-1(x,y)

Cidadão-3(x)Masculino-2(x)

V Feminino-2(x))

• O gerenciado do banco de dados (MBD) pode variar dinamicamente:– adicionar(corpo i,cabeça j, regra,identificados)– remover(corpo i,cabeça j, regra,identificados)– adicionar(nó, regra)– remover(nó)

Comportamento Dinâmico da Rede

= Encaminha Consulta

= Processa Consulta

= Solicita

= Encontra Resulta

= Encaminha Resposta

Processamento de Consulta e Atualização

Arquitetura P2P (coDB)

• Um nó consiste de:– Uma camada P2P– Um banco de dados local (LDB)– Um esquema de banco de dados

(DBS)

• A camada P2P possui:– A interface com o usuário (UI)– Camada JXTA– Tradutor (Wrapper)– Gerenciador do banco de

dados (DBM)

Camadas do coDB

Interface com o Usuário

Gerenciador do banco de dados

JXTA

Wrapper

Camada P2P

Peer 1

Banco de dadosLocal (LDB)

DBS

Interface de Consulta

Camadas do coDB

Interface com o Usuário

Gerenciador do banco de dados

JXTA

Wrapper

Camada P2P

Peer 1

Banco de dadosLocal (LDB)

DBS

• Processa:- Consultas de usuários

- Consultas que vieram da rede

- Requisições de atualizações globais

- Requisições de consultas dependentes

• É responsável pelo processamento de resultados de consultas do banco de dados local e da rede.

• Gerencia:- A propagação de consultas

- Pedidos de atualização

- Resultados de atualização na rede

Camadas do coDB

Interface com o Usuário

Gerenciador do banco de dados

JXTA

Wrapper

Camada P2P

Peer 1

Banco de dadosLocal (LDB)

DBS

Camadas do coDB

Interface com o Usuário

Gerenciador do banco de dados

JXTA

Wrapper

Camada P2P

Peer 1

Banco de dadosLocal (LDB)

DBS

Por exemplo, quando o banco de dados local não suporta consultas aninhadas, é responsabilidade do wrapper fornecer este suporte

Camadas do coDB

Interface com o Usuário

Gerenciador do banco de dados

JXTA

Wrapper

Camada P2P

Peer 1

Banco de dadosLocal (LDB)

DBS

Rede de banco de dados P2P

peer2

peer4

peer3

• Visão geral de integração

• Diversas possibilidades de integração– XML– Tabelas Virtuais (Oracle)– Regras de coordenação

• Arquiteturas de Sistemas de Bancos de Dados:– P2P– Cliente/Servidor– Vários Bancos de Dados

Considerações Finais

• F. Enrico, K. Gabriel, L. Andrei e Z. Ilya; “The coDB Robust Peer-to-Peer Database System”.

• M. Tamer Özsu e Patrick Valduriez; “Princípios de Sistemas de Bancos de Dados Distribuídos”

Referências