Gerência de Transações em MDS

Gerência de Transações em
Sistema de Banco de Dados
Móvel
Prof: Marcus Sampaio
Aluna: Rute Cardoso Drebes
Sumário
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Sistema de Banco de Dados Móvel
Processamento de Dados em Sistema de Banco de
Dados Móvel
Modelos de Execução
Modelos de Transação
Considerações Finais
Sistema de Banco de Dados Móvel
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
Um Sistema de Banco de Dados Móvel (do inglês,
Mobile Database System - MDS) oferece completa
funcionalidade de banco de dados e comunicação
móvel;
Permite a um usuário móvel iniciar uma transação
em qualquer lugar e a qualquer momento e garante a
consistência preservada durante a execução;
Em caso de qualquer tipo de falha (transacional, do
sistema, ou da mídia utilizada), MDS garante a
recuperação do banco de dados;
Arquitetura de um MDS

A arquitetura de um MDS oferece as
seguintes propriedades essenciais, que são:

Mobilidade geográfica;
Conexão e desconexão;
Capacidade de processamento de dados;
Comunicação sem fio;
Transparência;
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

Arquitetura de um MDS

Onde:

PSTN: Public Switched Network;
MSC : Mobile Switching Center;
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


HLR: Home Location Register;
VLR: Visitor Location Register;




Amazenam o perfil do usuário e sua
localização geográfica;
BSC: Base Station Controller;


O conjunto de PSTN e MSC’s conectam o
MDS ao mundo externo;
Coordenam as operações das BS’s;
DBS: Database Server;
BS: Base Station;
MU: Mobile Unit;
Tipos de Replicação de Dados

Três tipos básicos de replicação de
bancos de dados são mostrados:



Sem replicação;
Replicação tradicional distribuída
(réplica temporal);
Replicação dependente de localização
(réplica espacial);
Execução de Transações em MDS


Fragmentação de uma transação em várias
subtransações;
É necessário um módulo coordenador, para
gerenciar a transação;

O que é necessário a um coordenador:



Comunicação direta e contínua com outros nós;
Energia contínua e ilimitada, e grande capacidade de
armazenamento;
Alta confiabilidade e disponibilidade;
Processando uma Transação em MDS

Uma transação pode ser iniciada tanto no DBS (DataBase
Server) ou no MU, ou pode ser iniciada por ambos.

Pode ser processada inteiramente em um nó (que pode ser
tanto o de origem ou qualquer outro), ou pode haver mais de
um nó envolvido na execução.
Processando uma Transação em MDS

Quando há mais de um nó envolvido na execução, algumas
situações podem surgir:


Originada DBS;
Originada na MU;




Executada na MU e em um conjunto do DBS;
Processada somente em DBS;
Processada totalmente na MU;
Quando não é possível executar totalmente na MU, existem duas
opções:


Transferir os dados necessários do DBS para o MU;
Distribuir a transação para um conjunto de nós;
Processando uma Transação em MDS

O movimento da MU torna a função do coordenador difícil;

Devido à mobilidade, são possíveis as seguintes situações:



Uma MU que não se movimenta;
Uma MU em movimento;
Processamento distribuído e MU em movimento;
Processando uma Transação em MDS

O serviço de um coordenador deve
estar disponível continuamente para
a MU durante a execução de uma
transação.

Caso haja quebra de link, devido a
mobilidade, existem duas maneiras
manter o link:


Método estático;
Método dinâmico;
Processando uma Transação em MDS

Quando uma unidade é altamente
móvel, torna-se difícil mantê-la
conectada ao seu coordenador;

Soluções:
1.
Definir um limite de permanência;
Migração não-adjacente;
2.
Um Modelo de Transação para MDS

Como o modelo convencional de transação baseado nas
propriedades ACID (Atomicidade, Consistência, Isolamento e
Durabilidade) não é capaz de gerenciar satisfatoriamente as tarefas
de processamento móvel de dados, surge a necessidade de um novo
modelo de transação para MDS.

Duas abordagens propostas:


Modelo de execução baseado em propriedades ACID;
Modelo de transação móvel e sua execução;
Modelo de Execução Baseado em
Propriedades ACID

A introdução de mobilidade alterou significativamente a arquitetura
de banco de dados;

É necessário compreender o relacionamento entre os dados, as
operações que serão feitas nos dados, e a finalização da sua
execução, para então poder desenvolver um modelo de execução;

Com a introdução de mobilidade, surgem as questões abrangendo
consultas dependentes de localização, e de dados dependentes de
localização;
Consulta Dependente de Localização

Consulta Dependente de
Localização:


Um exemplo de consulta dependente
de localização:


Depende da origem da consulta, ou o
processamento da consulta depende da
mobilidade;
“Qual a distância até o Aeroporto?”
A resposta correta para uma consulta
depende da localização geográfica da
consulta e da localização geográfica
dos dados necessários para respondêla;
Efeitos da Mobilidade na Consistência

No ambiente MDS, o conceito de consistência é mais
complexo porque envolve a localização geográfica dos
dados;

Uma transação pode modificar valor de dados que só serão
válidos para uma específica região;

Uma operação idêntica de update (em localizações
diferentes) pode ser submetida a diferentes parâmetros de
restrição de consistência, que dependerão do local da
manipulação dos dados;
Modelos de Execução Desenvolvidos

Existem vários modelos desenvolvidos, que diferem na
maneira como esses fragmentos são executados e
validados;

Alguns modelos desenvolvidos são :


Modelo de Consistência de Dois Níveis;
Pro-Motion: Gerenciamento Pró-Ativo de Transações Móveis;
Modelo de Consistência de Dois Níveis

Cria clusters de dados que sejam relacionados semanticamente ou
por localização;

O modelo também permite que os usuários especifiquem
condições para a criação dos clusters;

Mantém a consistência dos dados em nível de clusters (local) e em
nível de banco de dados (global);
Pro-Motion: Gerenciamento Pró-Ativo de
Transações Móveis

Modelo focado nas questões de recursos
limitados;

Gerencia a execução com auxílio de
Compactos;

Compacto é um objeto composto de:





Dados em cache;
Métodos de aceso;
Informação sobre o seu estado atual;
Prazos e obrigações;
Interface para que a MU possa gerenciá-lo;
Modelos de Transação Móvel

Como os Modelos de Execução possuem algumas limitações,
posteriormente, Modelos de Transação Móvel foram desenvolvidos
para abordar essas limitações. Alguns desses modelos são:


Kangaroo;
MDSTPM – Multidatabase Transaction Processing Manager;
Kangaroo

O modelo capta tanto os dados quanto o movimento das MU’s;

Uma transação Kangaroo global (KT) é composta de várias subtransações, chamadas de Joey Transaction (JT);

Quando uma transação KT é iniciada por uma MU, ela recebe uma
identificação única;

A BS onde a transação KT foi iniciada cria imediatamente uma subtransação JT que se torna responsável por sua execução;
MDSTPM

O modelo dá apoio a transações iniciadas na MU;

Utiliza mensagens para estabelecer a comunicação entre a MU e BS;

Possui os seguintes componentes:




Gerenciador Global de Comunicação;
Gerenciador Global de Transação;
Gerenciador Local de Transação;
Gerenciador Global de Recuperação;
Considerações Finais

Como o modelo de transações baseadas em propriedades ACID não
consegue gerenciar satisfatoriamente as tarefas de processamento
móvel de dados, surgiu a necessidade de desenvolver um modelo que
pudesse lidar com a mobilidade durante o processamento dos dados;

Os Modelos de Transação abordam a maioria das questões referentes
a mobilidade;

Apesar de haver várias propostas de métodos, nenhum se tornou um
método comumente aceito;
Referências
KUMAR, Vijay. Mobile Database Systems. John Wiley & Sons,
Inc., Hoboken, New Jersey.