Phoenis : um componente relacional para plataformas de armazenamento em nuvem

Abstract

Resumo: O crescente volume e diversidade de dados, juntamente com a evolução dos conceitos da computação em nuvem, têm dado origem a um novo tipo de sistemas de banco de dados distribuído com foco em escalabilidade à custa de características comumente associadas a bancos de dados relacionais tradicionais. Na maioria dos casos, estes novos sistemas são destinados a implantação em larga escala e escalabilidade maciça, nos quais as características tradicionais de bancos de dados relacionais acabam por reduzir sua viabilidade como uma plataforma distribuída de armazenamento de dados. Para abordar esta questão, este trabalho propõe um novo design e arquitetura para um sistema de banco de dados relacional baseado em nuvem. O componente central deste sistema é um módulo de armazenamento, que é responsável por mapear o esquema lógico, baseado em relações, para um esquema físico, baseado em um repositório de dados distribuído. A arquitetura estratificada proposta oferece independência de dados física, permitindo que diferentes abordagens para mapeamento de dados e fragmentação, enquanto o repositório de dados distribuído é responsável por fornecer escalabilidade, disponibilidade, replicação de dados e propriedades ACID. Um protótipo do sistema, chamado de Phoenix, foi desenvolvido com base na arquitetura proposta usando um repositório de dados transacional. Um estudo experimental realizado em um grupo de servidores genéricos mostra que a Phoenix preserva as propriedades desejadas do repositório de dados, ao fornecer a funcionalidade de banco de dados relacional sem decorrer em uma alta obrecarga.

Abstract: The ever-increasing volume and diversity of data coupled with the dissemination and maturation of various concepts of cloud computing has given rise to a new type of distributed database systems with a focus on scalability at the cost of benefits associated with traditional relational databases. These new systems are often aimed at large-scale deployment and massive scalability. In such scenarios, features of relational databases end up reducing its viability as a platform for distributed data storage. To address this issue, this work proposes a new design and architecture of a cloudbased relational database system. The system’s core component is a storage engine, which is responsible for mapping the logical schema, based on relations, to a physical storage, based on a distributed key-value datastore. The proposed stratified architecture provides physical data independence, by allowing different approaches for data mapping and partitioning, while the distributed datastore is responsible for providing scalability, availability, data eplication and ACID properties. A prototype of the system, named Phoenix, has been developed based on the proposed architecture using a transactional key-value store. An experimental study on a cluster of commodity servers shows that Phoenix preserves the desired properties of key-value stores, while providing relational database functionality at a very low overhead.