CÁC HỆ THỐNG PHÂN TÁN VÀ ỨNG DỤNG Chương 5 Nhân bản và nhất quán dữ liệu Vấn đề Tại sao cần nhân bản? 3 Content Delivery Network 4 • Improve the performance of the system • Reduce network load • Provi.
CÁC HỆ THỐNG PHÂN TÁN VÀ ỨNG DỤNG Chương 5: Nhân quán liệu Vấn đề: Tại cần nhân bản? Content Delivery Network • Improve the performance of the system • Reduce network load • Provide better fault tolerance Ví dụ: AKAMAI Nội dung 6 Giới thiệu nhân qn liệu Các mơ hình qn hướng liệu Các mơ hình qn hướng client Quản lý Các giao thức nhân Một số công cụ nhân Giới thiệu 1.1 Vì phải nhân 1.2 Nhất quán liệu 1.3 Ưu điểm, nhược điểm nhân liệu 1.1 Vì phải nhân ¨ Độ tin cậy (tính sẵn sàng) Hiệu Khả nng co gión (?) ă Yờu cu v nht quỏn d liu ă ă 1.2 Nht quỏn d liu ¨ Các cần có liệu Khơng th tc khc ng b Ô Khi no, nh th no Ô ă ă ă Tớnh nht quỏn mnh v tính quán yếu Đạt tính quán mạnh=>tốn hiệu Ví dụ:Bộ nhớ đệm trình duyt Ô m bo tớnh nht quỏn: Cm khụng cho dùng nhớ đệmJ n Server cập nhật nh m cú ni dung thay iL n Ô Giải pháp=> quán hợp lý 1.3 Ưu & nhược im 10 ă ă ă ă ă Ci thin tc độ truy cập Giảm băng thơng Có băng thơng phát sinh Tăng mức độ phức tạp hệ thống Phụ thuộc nhiều vào nhu cầu Ví dụ: số lần cập nht v s ln truy cp Ô Thng nht cht: gim hiu nng Ô Thng nht lng: lng n õu? Mc nht quỏnchi phớ Ô Uni/multicast 58 ă Multicasting: Thích hợp trường hợp muốn quảng bá cập nhật cho (N-1) khác data store Ô Hiu qu v tit kim hn gi (N-1) ln phõn bit Ô Phự hp vi hng tip cn push-based Ô Khụng phự hp nu cỏc node ớch li thuc mng LAN Ô ă Unicasting: Ô Phự hợp với pull-based Các giao thức đảm bảo quán 5.1 quán liên tục 5.2 quán dựa primary 5.3 Replicated write 5.4 Cache coherence 59 5.1 Nht quỏn liờn tc 60 ă ă ă Giới hạn sai lệch giá trị Giới hạn sai lệch thời gian Giới hạn sai lệch thứ tự thao tác Gii hn v sai lch giỏ tr 61 ă ă ¨ ¨ Xét đơn vị liệu x Thao tác ghi W(x) có trọng số giá trị cập nhật x, ký hiệu weight(W(x)) Tiến trình xuất phát thao tác ghi ký hiệu origin(W(x)) Mỗi server lưu trữ log Li thao tác ghi tiến hành server Gọi TW[i,j] trọng số gộp thao tác ghi xuất phát từ server j v ph bin c n server i Ô TW[k,k] trọng số thao tác ghi k Gii hn v sai lch giỏ tr 62 ă Giỏ tr ca x ti i Ô Cn xỏc nh ngưỡng cho: Giới hạn sai lệch thời gian 63 ă Cú th s dng thi gian cc tiến trình để đánh giá Server Sk có thụng tin vector clock RVCk Ô Nu thi gian RVCk[i]=T(i) => Sk nhìn thấy tất thao tác ghi cập nhật Si đến thời điểm T(i) ¤ T(i) thời gian cục server i ¤ Khi T(k)-RVCk[i]> delta => bỏ thao tác có T>RVCk[i] Ô Gii hn v sai lch th t thao tỏc 64 ă ă ă ă Mi replica cú hàng đợi thao tác ghi Thứ tự toàn cục cần xem xét Số lượng lớn thao tác ghi nằm hàng đợi Khi vượt số này, server dừng việc thực thi thỏa thuận với server khác thứ tự 65 5.2 Các giao thức dựa vào primary (nguyên thy) ă ă ă Mụ hỡnh nht quỏn=> phc Các nhà phát triển cần mơ hình đơn giản Mỗi phần tử liệu có (primary) chịu trách nhiệm điều khiển thao tác phần tử liệu Primary cố định (giao thức ghi t xa) Ô Primary cc b (giao thc ghi cc b) Ô Giao thc ghi t xa 66 ă ¨ ¨ Tất thao tác ghi chuyển đến cho server Thao tác đọc thc hin cc b Thi gian cp nht chm Ô ¨ Thao tác cập nhật dừng=> không dừng=> độ tin cậy Đảm bảo quán Giao thức ghi từ xa 67 Giao thức ghi cục 68 69 5.3 Ghi (replicated write) nhân tích cực nhân dựa túc số (quorum) Cache Coherence 5.3.1 nhân tích cực 70 ă ă Mt tin trỡnh chu trỏch nhim ph biến thao tác cập nhật đến tất Cần có chế trật tự tồn cục (total ordered mechanism) Có thể sử dụng thời gian logic (Lamport)=> khụng co gión c Ô Cú th s dng sequencer m bo trt t ton cc Ô 71 5.3.2 nhõn bn da trờn tỳc s (quorum) ă nhõn bn theo vote-Giải thuật quorum (túc số) Để có quán mnh=> cn cp nht tt c cỏc bn Ô Sau cập nhật với chi phí tốn kém=> khơng phải tất đọc=> chi phớ vụ ớch Ô Liu cú gim c s lng bn cn cp nht (ngay)? Ô ă Khi c liệu có khả đọc phải liệu cũ ¤ Đọc thêm liệu số khác=> lựa chọn có liệu Ô ă Write Quorum; Read Quorum NR + NW > N tránh read-write conflict NW > N/2 tránh write-write conflict Ví dụ quorum 72 Read quorum A B C D A B C D E F G H E F G H I J K L I J K L NR = 3, N W = 10 NR = 7, NW = Write quorum (a) (b) A B C D E F G H I J K L NR = 1, N W = 12 (c) ... liệu Các mơ hình qn Nhất qn liên tục Nhất quán theo thứ tự thao tác Đọc đơn điệu Mơ hình qn hướng người dùng Ghi đơn điệu Đọc kq ghi Ghi kq đọc 25 Nhất quán Nhất quán nhân Nhất quỏn nhõn qu 26... hướng liệu Các mơ hình quán Nhất quán liên tục Nhất quán theo thứ tự thao tác Đọc đơn điệu Mơ hình qn hướng người dùng Ghi đơn điệu Đọc kq ghi Ghi kq đọc 15 quán quán nhân 2.2 Mơ hình qn liên... thiệu nhân quán liệu Các mơ hình qn hướng liệu Các mơ hình quán hướng client Quản lý Các giao thức nhân Một số công cụ nhân Giới thiệu 1.1 Vì phải nhân 1.2 Nhất quán liệu 1.3 Ưu điểm, nhược điểm nhân