PDF de programación - Base de datos distribuida

Base de datos distribuida

Una Base de Datos Distribuida es, una base de datos construida sobre una red computacional y no por el
contrario en una máquina aislada. La información que constituye la base de datos esta almacenada en
diferentes sitios en la red, y las aplicaciones que se ejecutan accesan datos en distintos sitios.

Una Base de Datos Distribuida entonces es una colección de datos que pertenecen lógicamente a un sólo
sistema, pero se encuentra físicamente esparcido en varios "sitios" de la red. Un sistema de base de datos
distribuidas se compone de un conjunto de sitios, conectados entre sí mediante algún tipo de red de
comunicaciones, en el cual :

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Cada sitio es un sistema de base de datos en sí mismo, pero,
Los sitios han convenido en trabajar juntos ( si es necesario ) con el fin de que un usuario de cualquier sitio
pueda obtener acceso a los datos de cualquier punto de la red tal como si todos los datos estuvieran
almacenados en el sitio propio del usuario.

En consecuencia, la llamada "base de datos distribuida" es en realidad una especie de objeto virtual, cuyas
partes componentes se almacenan físicamente en varias bases de datos "reales" distintas ubicadas en
diferentes sitios. De hecho, es la unión lógica de esas bases de datos. En otras palabras, cada sitio tiene sus
propias bases de datos "reales" locales, sus propios usuarios locales, sus propios DBMS y programas para la
administración de transacciones ( incluyendo programas de bloqueo, bitácoras, recuperación, etc ), y su propio
administrador local de comunicación de datos ( administrador DC ). En particular un usuario dado puede
realizar operaciones sobre los datos en su propio sitio local exactamente como si ese sitio no participara en
absoluto en el sistema distribuido ( al menos, ése es uno de los objetivos ). Así pues, el sistema de bases de
datos distribuidas puede considerarse como una especie de sociedad entre los DBMS individuales locales de
todos los sitios. Un nuevo componente de software en cada sitio ( en el aspecto lógico, una extensión del
DBMS local ) realiza las funciones de sociedad necesarias; y es la combinación de este nuevo componente y
el DBMS ya existente lo que constituye el llamado "sistema de administración de bases de datos distribuidas"
(DDBMS, distributed database management system ).

[Base de Datos Distribuidas]

Conceptos básicos.

El sistema de administración de Base de Datos Distribuida (DDBMS), esta formado por las transacciones y
los administradores de base de datos distribuidos de todas las computadoras. Tal DDBMS en un esquema
genérico implica un conjunto de programas que operan en diversas computadoras. Estos programas pueden
ser subsistemas de un producto único DDBMS, concesionado por un sólo fabricante, o también pudiera
resultar de una colección de programas de fuentes dispares : algunos considerados por fabricantes y algunos
otros escritos en casa.

Un administrador de base de datos (DTM) es un programa que recibe solicitudes de procesamiento de los
programas de consulta o de transacciones y a su vez las traduce en acciones para los administradores de la

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base de datos . Una función importante del DTM es coordinar y controlar dichas acciones. · Cada sitio tiene
sus propias bases de datos "reales" locales, sus propios usuarios locales, sus propios DBMS y programas para
administración de transacciones y su propio administrador local de comunicación de datos. La diferencia
principal entre los sistemas de bases de datos centralizados y los distribuidos es que en los primeros, los datos
residen en una sola localidad, mientras que, en lo últimos, se encuentran en varias localidades. Cada localidad
puede procesar transacciones locales , es decir, aquellas que sólo acceden a datos que residen en esa localidad.
Además, una localidad puede participar en la ejecución de transacciones globales , es decir, aquellas que
acceden a datos de varias localidades, ésta requiere comunicación entre las localidades. · Una transacción
local es la que accede a cuentas en la localidad individual donde se inicio. En cambio, una transacción global
accede a cuentas de una localidad distinta a la localidad donde se inicio o a cuentas de varias localidades
diferentes.

Ejemplo 1.1

Considere un banco que tiene tres sucursales, en cada sucursal, un computador controla las terminales de la
misma y el sistema de cuentas. Cada computador con su sistema de cuentas local en cada sucursal constituye
un "sitio" de la BDD; las computadoras están conectadas por la red. Durante las operaciones normales, las
aplicaciones en las terminales de la sucursal necesitan solo accesar la BD de la misma. Como solo accesan la
misma red local, se les llaman aplicaciones locales .

Desde el punto de vista tecnológico, aparentemente lo importante es la existencia de algunas transacciones
que accesen información en más de una sucursal. Éstas transacciones son llamadas transacciones globales o
transacciones distribuidas.
La existencia de transacciones globales será considerada como una característica que nos ayude a discriminar
entre las BDD y un conjunto de base de datos locales.

Una típica transacción global sería una transferencia de fondos de una sucursal a otra. Esta aplicación requiere
de actualizar datos en dos diferentes sucursales y asegurarse de la real actualización en ambos sitios o en
ninguno. Asegurar el buen funcionamiento de aplicaciones globales es una tarea difícil. En el ejemplo 1.1 las
computadoras estaban geográficamente en diferentes puntos; también, BDD pueden ser construidas en una red
local.

[Base de Datos Distribuida geográficamente dispersada]

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Ejemplo 1.2

Considere el mismo banco del ejemplo previo, con las mismas aplicaciones, pero con un sistema configurado
como en la figura. Los mismos procesadores con sus bases de datos han sido movidos de sus sucursales a un
edificio común y ahora están conectados entre si en un radio con un amplio ancho de banda. Las terminales de
las sucursales están conectadas a sus respectivos computadores por líneas telefónicas. Cada procesador y su
base de datos constituye un sitio de la red local.

[Base de Datos Distribuidas en una LAN]

Vemos que la estructura física de las conexiones a cambiado con respecto al ejemplo 1, pero las características
de la arquitectura son las mismas. En particular, los mismos computadores ejecutan las mismas aplicaciones,
accesando las mismas bases de datos. La transacción local del ejemplo anterior aún es local, no por el hecho
geográfico, si no por el hecho de que solo un computador por bases de datos está envuelto en el proceso. Si
hay aplicaciones globales, es conveniente considerar este ejemplo como BDD, ya que muchas características
que el ejemplo previo presentó son aún válidas. A pesar de todo, el hecho de que la BDD sea implementada en
una red local o en una gráficamente distribuida, cambian muchas veces el tipo de solución que se busca para
un problema.

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Ejemplo 1.3

¿Qué no es una Base de Datos Distribuida?

Un caso de sistema NO considerado BDD : Considere el mismo banco del ejemplo anterior, pero con la
configuración del sistema mostrado en la figura 1.3. La información en diferentes sucursales esta distribuida
en tres computadores ( "backend" computers ), que realizan el control de funciones de la base de datos. Las
aplicaciones son ejecutadas por diferentes computadores.

[BDD sistema multiproceso]

La razón para no considerar esta una base de datos distribuida: aún cuando la información se encuentra
físicamente distribuida en diferentes procesadores, su distribución, no es relevante desde el punto de vista de
la aplicación. Lo que perdemos aquí es la existencia de aplicaciones locales, en el sentido de que la
integración del sistema ha alcanzado el punto donde ninguno de los computadores será capaz de ejecutar una
transacción por si mismo.

¿Por qué son deseables las bases de datos distribuidas?

La respuesta básica a esta pregunta es que por lo regular las empresas ya están distribuidas, por lo menos
desde el punto de vista lógico ( en divisiones, departamentos, proyectos, etc ) y muy probablemente en el
sentido físico también ( en plantas, talleres, laboratorios, y demás ), de lo cual se desprende que en general la
información ya está también distribuida, porque cada unidad de organización dentro de la empresa mantendrá
por fuerza los datos pertinentes a su propio funcionamiento. Así pues, un sistema distribuido permite que la
estructura de la base de datos refleje la estructura de la empresa : los datos locales se pueden mantener en
forma local, donde por lógica deben estar, pero al mismo tiempo es posible obtener acceso a datos remotos en
caso necesario.

Un principio fundamental de los sistemas de bases de datos distribuidos

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El principio fundamental de las bases de datos distribuidas :

Desde el punto de vista del usuario, un sistema distribuido deberá ser idéntico un sistema no distribuido. En
otras palabras, los usuarios de un sistema distribuido deberán comportarse exactamente como si el sistema no
estuviera distribuido. Todos los problemas de los sistemas distribuidos son (o deberían ser ) internos o a nivel
de realización, no externos o a nivel del usuario. Llamaremos al principio fundamental recién identificado la
"regla cero" de los sistemas distribuidos. La regla cero conduce a varios objetivos o reglas secundarios − doce
en realidad− siguientes :

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Autonomía local.
No dependencia de un sitio central.
Operación continua.
Independencia con respecto a la localización.
Independencia con respecto a la fragmentación.
Independencia de réplica.
Procesamiento distribuido de consultas.
Manejo distribuido de transacciones.
Independencia con respecto al equipo.
Independencia con respecto al sistema operativo.
Independencia con respecto a la red.
Independencia con respecto al DBMS.

Estas doce reglas no son todas independientes entre sí, ni son por fuerza exhaustivas, ni tienen todas