Βέλτιστη εξισορρόπηση φόρτου σε κατανεμημένες NoSQL βάσεις δεδομένων
Loading...
Date
Authors
Κενδέα, Μάριος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Οι πάροχοι υπηρεσιών νέφους υπολογιστών αποθηκεύουν για τους χρήστες και τις εφαρμογές τους όλο και αυξανόμενο μέγεθος δεδομένων. Αυτά τα δεδομένα μπορεί να είναι πολυδιάστατα, δεδομένα τοποθεσιών και άλλα που πιθανών να ακολουθούν άγνωστες κατανομές. Οι εφαρμογές που χρησιμοποιούν αυτά τα δεδομένα, και τα αποθηκεύουν σε κατανεμημένες NoSQL βάσεις δεδομένων, πρέπει να έχουν κάποιο τύπο δεικτοδότησης τόσο σε επίπεδο υπολογιστικού κόμβου αλλά και σε επίπεδο αρχιτεκτονικής για την δεικτοδότηση των ίδιων των υπολογιστικών κόμβων. Σε συνδυασμό αυτά πρέπει να επιτυγχάνουν εξισορρόπηση φόρτου (load balancing) ώστε τα ερωτήματα εύρους μεγάλης κλίμακας (Large-Scale Range Queries), τα οποία εκτελούνται να έχουν καλή απόδοση.
Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται οι αρχιτεκτονικές των ευρετηρίων ΗΒ+-tree για δεικτοδότηση πολυδιάστατων δεδομένων και NSM-tree για δεικτοδότηση δεδομένων τοποθεσιών και εκτέλεση ερωτημάτων εύρους σε αυτές. Το HB+-tree (HBase B+-tree) είναι ένα βασισμένο στο Hadoop (κατανεμημένο σύστημα) κατανεμημένο Β+-δέντρο το οποίο ορίζει ένα ευρετήριο στους υπολογιστικούς κόμβους της HBase (κατανεμημένη βάση δεδομένων). Στην συνέχεια παρουσιάζεται μια πειραματική αξιολόγηση για την εκτέλεση ερωτημάτων δύο βασικών ειδών κατανεμημένων βάσεων και πως το HB+-δέντρο μπορεί να επηρεάσει θετικά στην απόδοση κατά την εκτέλεση ερωτημάτων στη μια από αυτές. Η μία βάση είναι η στήλο-προσανατολισμένη HBase και η άλλη είναι η βάση δεδομένων για γράφους Neo4j. Επίσης, με τα αποτελέσματα της συγκεκριμένης σύγκρισης προκύπτουν λύσεις σε προβλήματα εξισορρόπησης φόρτου στην εκτέλεση ερωτημάτων όταν μπορεί να εφαρμοστεί ο μηχανισμός προώθησης ερωτημάτων στην ανάλογη βάση δεδομένων. Τέλος, παρουσιάζεται με χρήση της αλγοριθμικής τεχνικής «μπάλες σε κάδους» ένας σχεδιασμός ευρετηρίου για την βέλτιστη εξισορρόπηση φόρτου κλειδιών στους διατεθειμένους υπολογιστικούς πόρους. Η επίτευξη βέλτιστου load balancing στα κλειδιά και κατά συνέπεια και στον όγκο των δεδομένων αποτελεί το «θεμέλιο» δημιουργίας ενός αποδοτικού κατανεμημένου ευρετηρίου (Distributed Overlay or Infrastructure) με τη χρήση του οποίου θα επιτυγχάνεται η βέλτιστη εκτέλεση ερωτημάτων εύρους. Το Overlay αυτό ονομάζεται HB3-tree (HBase Balls in Bins – tree).
Description
Keywords
Εξισορρόπηση φόρτου, Ευρετήρια, Κατανεμημένα συστήματα, Βάσεις δεδομένων NoSql, Δομές δεδομένων, Ερωτήματα εύρους