ارزیابی کنترل همروندی توزیع شده (مقاله ترجمه شده)

چکیده

افزایش حجم تراکنش منجر به بررسی مجدد مزایای پردازش تراکنش توزیع شده گردیده است. بطور خاص، قسمت بندی داده ها در بین سرورهای مختلف می تواند عملکرد سیستم را از طریق پردازش موازی تراکنش ها توسط سرور بهبود بخشد. از طرفی، اجرای تراکنش ها در بین سرورهای مختلف، مقیاس پذیری و عملکرد این سیستم ها را محدود می سازد.

در این مقاله، ما اثر توزیع بر پروتکل های کنترل همروندی را در یک محیط توزیع شده تعیین خواهیم کرد. همچنین، شش پروتکل جدید و سنتی را در یک چارچوب ارزیابی پایگاه داده توزیع شده درون حافظه به نام دنوا (Deneva) بررسی خواهیم نمود و آنها را با توجه به مشابهت با یکدیگر مقایسه می کنیم. نتایج بدست آمده بیانگر محدودیت های جدی در موتورهای پردازش تراکنش توزیع شده هستند. علاوه بر این، در تحلیل و ارزیابی انجام شده، ما تنگناهای موجود در مقیاس پذیری متناسب با هر پروتکل را شناسایی خواهیم کرد. در نهایت، این نتیجه بدست آمد که برای دستیابی به یک عملیات مقیاس پذیر مطلوب، راهکارهای کنترل همروندی توزیع شده، باید با سخت افزار شبکه جدید (در یک شبکه ی محلی) یا برنامه ها (از طریق مدل سازی داده ها و اجرای معنادار آنها) یا هر دوی آنها جفت شوند.

مقدمه

برای داده زایی و حجم پرسش، ظرفیت سیستم های مدیریت پایگاه داده تک سرور کم است (DBMS) (20، 47، 17). در نتیجه این موضوع، سازمان ها بطور فزاینده داده ها را در بین سرورهای مختلف تقسیم بندی نموده اند که در هر قسمت تنها یک زیر مجموعه از پایگاه داده وجود دارد. این DBMS ها از این توانایی برخوردارند تا این چنین چالش هایی را کاهش دهند و به عملکرد بسیار بالا در زمانی که کوئری ها به اطلاعات در یک قسمت نیاز دارند، دست یابند (33، 49). در بسیاری از برنامه های پردازش تراکنش آنلاین (OLTP)، تقسیم بندی داده ها با این شیوه که تمام کوئری ها تنها به یک قسمت نیاز داشته باشند، چالش برانگیز خواهد بود (اگر امکان پذیر باشد) (22، 43). از سوی دیگر، برخی کوئری ها همیشه به اطلاعات در قسمت های مختلف نیاز خواهند داشت.

متاسفانه پروتکل های کنترل همروندی چند قسمتی سریال سازی شی، اثرات تخریبی بر عملکرد دارند (54، 49). زمانی که یک تراکنش به سرورهای مختلفی در یک شبکه دسترسی پیدا می کند، باید تا زمانی که با تراکنش های دیگر در حال رقابت است، صبر کند تا آنها کامل شوند. در نتیجه، این موضوع یک گزاره بسیار مخرب برای مقیاس پذیری سیستم پدید می آورد.

نتیجه گیری

ما عملکرد تراکنش های توزیع شده سریال سازی شی را در یک محیط رایانش ابری مدرن بررسی کردیم. همچنین، عملکرد شش پروتکل کنترل همروندی مدرن و سنتی را ارزیابی کردیم و نشان دادیم که در بسیاری از حجم بارها، تراکنش های توزیع شده در یک خوشه تنها به مقدار کمی از توان خروجی تراکنش های غیر توزیع شده در یک ماشین فراتر می روند. تنگنای مقیاس پذیری نیز وابسته به پروتکل می باشد: قفل گذاری دو مرحله ای در شرایطی که رقابت بالایی وجود دارد، به دلیل توقف ها عملکرد  ضعیفی دارد، کنترل همروندی برچسب زمانی نیز در این شرایط، بدلیل بافر شدن عملکرد خوبی ندارد، کنترل همروندی بهینه نیز یک سربار اعتبار سنجی دارد و پروتکل قطعی، عملکرد خود را در محدوده ای از بارهای نامطلوب و انحراف داده حفظ می کند ولی عملکرد محدودی به دلیل زمان بندی تراکنش دارد. در نهایت، این نتایج حاکی از مشکل مقیاس پذیری جدی در تراکنش های توزیع شده هستند. ما معتقدیم راه حل این مشکل، جفت شدگی محکم تر موتورهای کنترل همروندی با برنامه ها و سخت افزار است که از طریق ترکیب بهبود شبکه در زیر ساخت ابری (حداقل در یک مرکز داده)، مدل سازی داده ها و تکنیک های کنترل همروندی معناگرا حاصل می شود. علاوه بر این، ما چارچوب دنوا را برای ارائه ی یک پلتفرم باز برای دیگران در نظر گرفتیم تا بتوانند ارزیابی دقیقی از تکنیک های کنترل همروندی جدید و جایگزین ارائه کنند و شفافیت را در فضای ابهام انگیز مبحث پروتکل های کنترل همروندی ایجاد نمایند.

این مقاله ISI در سال 2017 در نشریه ACM و در مجله Proceedings of the VLDB Endowment ،توسط دانشگاه کارنگی ملون منتشر شده و در سایت ای ترجمه جهت دانلود ارائه شده است. در صورت نیاز به دانلود رایگان اصل مقاله انگلیسی و ترجمه آن می توانید به پست دانلود ترجمه مقاله ارزیابی کنترل همروندی توزیع شده در سایت ای ترجمه مراجعه نمایید.