En años recientes, la disponibilidad de las bases de datos y de las redes de computadoras ha promovido el desarrollo de un nuevo campo denominado bases de datos




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7.2 Tipos de fallas en SMBDD



Diseñar un sistema confiable que se pueda recuperar de fallas requiere identificar los tipos de fallas con las cuales el sistema tiene que tratar. Así, los tipos de fallas que pueden ocurrir en un SMBD distribuido son:


  1. Fallas de transacciones. Las fallas en transacciones se pueden deber a un error debido a datos de entrada incorrectos así como a la detección de un interbloqueo. La forma usual de enfrentar las fallas en transacciones es abortarlas. Experimentalmente, se ha determinado que el 3% de las transacciones abortan de manera anormal.

  2. Fallas del sistema. En un sistema distribuido se pueden presentar fallas en el procesador, la memoria principal o la fuente de energía de un nodo. En este tipo de fallas se asume que el contenido de la memoria principal se pierde, pero el contenido del almacenamiento secundario es seguro. Típicamente, se hace diferencia entre las fallas parciales y fallas totales del nodo. Una falla total se presenta en todos los nodos del sistema distribuido. Una falla parcial se presenta solo en algunos nodos del sistema.

  3. Fallas del medio de almacenamiento. Se refieren a las fallas que se pueden presentar en los dispositivos de almacenamiento secundario que almacenan las bases de datos. Esas fallas se pueden presentar por errores del sistema operativo, por errores del controlador del disco, o del disco mismo.

  4. Fallas de comunicación. Las fallas de comunicación en un sistema distribuido son frecuentes. Estas se pueden manifestar como pérdida de mensajes lo que lleva en un caso extremo a dividir la red en varias subredes separadas.



7.3 Protocolos locales



En esta sección se discutirán las funciones realizadas por el administrador de recuperación local (LRM) el cual debe existir en cada nodo. Esas funciones mantienen las propiedades de atomicidad y durabilidad de las transacciones locales. Ellas están relacionadas a la ejecución de los comandos que son pasados al LRM, las cuales son begin_transaction, read, write, commit y abort.

7.3.1 Consideraciones estructurales



En esta parte se hará referencia al modelo de la arquitectura de un DDBMS presentado en el capítulo 2. Se revisará particularmente la interfaz entre el LRM y el administrador del buffer de la base de datos (BM). La arquitectura correspondiente a la recuperación de errores consiste de un sistema de almacenamiento constituido por dos partes. La primera, llamada memoria principal, es un medio de almacenamiento volátil. La segunda parte, llamada almacenamiento secundario, es un medio de almacenamiento permanente el cual, en principio, no es infalible a fallas. Sin embargo, por medio de una combinación de técnicas de hardware y de software es posible garantizar un medio de almacenamiento estable, capaz de recuperarse de fallas. A todos los elementos utilizados para obtener un almacenamiento estable se les agrega el atributo "estable" con el propósito de reconocer que ellos han sido modificados o creados para este fin. Así tendremos una base de datos estable y operaciones de lectura y escritura estables.
En la Figura 7.3 se presenta la interfaz entre el administrador de recuperación local y el administrador de buffers de la base de datos. El administrador de buffers de la base de datos mantiene en memoria principal los datos más recientemente accesados, esto se hace con el propósito de mejorar el rendimiento. Típicamente, el buffer se divide en páginas que son del mismo tamaño que las páginas de la base de datos estable. La parte de la base de datos que se encuentra en el buffer se le conoce como base de datos volátil. Es importante notar que el LRM ejecuta las operaciones solicitadas por una transacción sólo en la base de datos volátil. En un tiempo posterior, la base de datos volátil es escrita a la base de datos estable.

Figura 7.3. Interfaz entre el administrador local de recuperación y el administrador de buffers de la base de datos.

Cuando el LRM solicita una página de datos, envía una instrucción conocida como fetch. El administrador del buffer verifica si la página ya existe en el buffer, y si es así la hace disponible a la transacción que la solicita. En caso contrario, lee la página de la base de datos estable y la coloca en un buffer vacío. Si no existe un buffer vacío, selecciona uno, la página que contiene es enviada a la base de datos estable y la página solicitada es colocada en el buffer liberado. Para forzar que se descarguen las páginas almacenadas en los buffers, existe el comando flush.

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