On the Consistency, Characterization, Adaptability and Integrity of Database Replication Systems

Abstract

Desde la aparición de las primeras bases de datos distribuidas hasta los actuales sistemas de replicación modernos, la comunidad de investigación ha propuesto múltiples protocolos para administrar la distribución y replicación de datos, junto con algoritmos de control de concurrencia para manejar las transacciones en ejecución en todos los nodos del sistema. Muchos protocolos están disponibles, por tanto, cada uno con diferentes características y rendimiento, y garantizando diferentes niveles de coherencia. Para saber qué protocolo de replicación es el más adecuado, dos aspectos deben ser considerados: el nivel necesario de coherencia y aislamiento (es decir, el criterio de corrección), y las propiedades del sistema (es decir, el escenario), que determinará el rendimiento alcanzable. Con relación a los criterios de corrección, la serialización de una copia es ampliamente aceptada como el más alto nivel de corrección. Sin embargo, su definición permite diferentes interpretaciones en cuanto a la coherencia de réplicas. En esta tesis se establece una correspondencia entre los modelos de coherencia de memoria, tal como se definen en el ámbito de la memoria compartida distribuida, y los posibles niveles de coherencia de réplicas, definiendo así nuevos criterios de corrección que corresponden a las diferentes interpretaciones identificadas sobre la serialización de una copia. Una vez seleccionado el criterio de corrección, el rendimiento alcanzable por un sistema depende en gran medida del escenario, es decir, de la suma del entorno del sistema y de las aplicaciones que se ejecutan en él. Para que el administrador pueda seleccionar un protocolo de replicación apropiado, los protocolos disponibles deben conocerse plena y profundamente. Una buena descripción de cada candidato es fundamental, pero un marco común es imperativo para comparar las diferentes opciones y estimar su rendimiento en un escenario dado. Los resultados presentados en esta tesis cumplen los objetivos establecidos y constituyen una contribución al estado del arte de la replicación de bases de datos en el momento en que se iniciaron los trabajos respectivos. Estos resultados son relevantes, además, porque abren la puerta a posibles contribuciones futuras.