Распределение предметных баз данных по узлам сети.
Распределение баз данных по узлам сети без учета репликаций
Необходимо определить вариант рационального размещения предметных баз данных в распределенной информационной системе для случая, когда каждая база данных размещается только в одном узле сети, а обрабатывающие процессы (приложения) не являются распределенными. При этом следует считать, что если некоторый процесс обращается за данными к базе, находящейся в другом узле, сетевые затраты на одно обращение составляют “t” секунд, независимо от местонахождения узла в сети и дисциплины обслуживания. Если процесс обращается к базе данных, находящейся в том же узле, где выполняется процесс, то следует считать, что “t = 0”.
Из исходных данных задания, представленных в таблицах П5.1 и П5.2, выбираем начальные исходные данные для решения задачи, соответствующие № варианта и № группы..
Таблица П5.1 показывает использование предметных баз данных обрабатывающими процессами (приложениями) и среднее число обращений обрабатывающих процессов к базам данных за рассматриваемый интервал времени:
Таблица П5.1
| Пр\БД | БД1 | БД2 | БД3 | БД4 | БД5 | БД6 | БД7 | БД8 | БД9 | БД10 |
| П1 | ||||||||||
| П2 | ||||||||||
| П3 | ||||||||||
| П4 | ||||||||||
| П5 | ||||||||||
| П6 | ||||||||||
| П7 | ||||||||||
| П8 | ||||||||||
| П9 | ||||||||||
| П10 |
Таблица П5.2 показывает распределение обрабатывающих процессов по узлам: распределенной сети.
Таблица П5.2
| У\П | П1 | П2 | П3 | П4 | П5 | П6 | П7 | П8 | П9 | П10 | N груп- пы |
| У1 | 1,0 | 1,4 | 1,0 | 0,3 | 0,6 | 0,9 | 1,2,4,5,6,7 | ||||
| У2 | 0,5 | 1,2 | 0,7 | 1,0 | 1.1 | 0,95 | 1,2,3,5,6,7 | ||||
| У3 | 1,3 | 1,05 | 0,8 | 0,8 | 1,15 | 0,55 | 0,7 | 1,2,3,4,6,7 | |||
| У4 | 0,87 | 0,8 | 0,9 | 1,1 | 0,9 | 0,8 | 0,5 | 0,8 | 1,2,3,4,5,7 | ||
| У5 | 1,3 | 1,5 | 1,6 | 1,1 | 0,9 | 1,3,4,5,6,7 | |||||
| У6 | 1,3 | 0,8 | 1,6 | 0,2 | 0,6 | 0,7 | 1,2,3,4,5,6 | ||||
| У7 | 0,6 | 0,95 | 0,9 | 1,2 | 1,4 | 0,7 | 0,9 | 2,3,4,5,6,7 | |||
| N | |||||||||||
| в | |||||||||||
| груп- | |||||||||||
| пе | |||||||||||
| п | |||||||||||
| о | |||||||||||
| с | |||||||||||
| п | |||||||||||
| и | |||||||||||
| с | |||||||||||
| к | |||||||||||
| у | |||||||||||
Коэффициенты, приведенные в таблице П5.2, используются для получения количества обращений к базе данных в исходном варианте задания по формуле:
N1=N*k,
где: N - значение количества обращений к БД, приведенное в таблице 1;
k - значение коэффициента, приведенное в таблице 2;
N1 - результирующее значение количества обращений к БД для исходного варианта задания
На основании данных, приведенных в таблицах П5.1 и П5.2, формируем две вспомогательные таблицы П5.3 и П5. 4
Таблица П5.3 показывает использование предметных баз данных обрабатывающими процессами (приложениями), т.е. среднее число обращений обрабатывающего процесса к БД за рассматриваемый интервал времени.
Таблица П5.3. .
Среднее число обращений приложений к базам данных
| Пр\БД | БД1 | БД2 | БД3 | БД4 | БД5 | БД6 | БД7 | БД8 | БД9 | БД10 |
| П2 | ||||||||||
| П5 | ||||||||||
| П6 | ||||||||||
| П7 | ||||||||||
| П8 |
Таблица П5.4 показывает распределение обрабатывающих процессов по узлам. Также в этой таблице указаны коэффициенты, которые используются для получения количества обращений к базе данных.
Таблица П5.4
Распределение процессов по узлам сети
| П2 | П5 | П6 | П7 | П8 | |
| У1 | 0,3 | 0,6 | |||
| У2 | 0,5 | 0,7 | 1,1 | ||
| У3 | 0,8 | 1,15 | |||
| У4 | 0,8 | 0,9 | 0,8 | ||
| У6 | 0,8 | 1,6 | 0,2 | ||
| У7 | 0,6 | 1,2 | 1,4 | 0,7 |
На основании данных из таблиц П5.3 и П5.4 для исходного варианта была сформирована сводная таблица исходных данных, т.е. таблица П5.5 . Каждое значение этой таблицы есть среднее количество обращений к базе данных (БДi) определенного процесса (Пj) из определенного узла сети (Уk).
Таблица П5.5
. Сводная таблица исходных данных
| Узел | Проц. | Коэф | БД1 | БД2 | БД3 | БД4 | БД5 | БД6 | БД7 | БД8 | БД9 | БД10 |
| У1 | П5 | 0,3 | ||||||||||
| П7 | 0,6 | |||||||||||
| У2 | П2 | 0,5 | ||||||||||
| П6 | 0,7 | |||||||||||
| П7 | ||||||||||||
| П8 | 1,1 | |||||||||||
| У3 | П5 | 0,8 | ||||||||||
| П7 | 1,15 | |||||||||||
| У4 | П2 | 0,8 | ||||||||||
| П7 | 0,9 | |||||||||||
| П8 | 0,8 | |||||||||||
| У6 | П2 | 0,8 | ||||||||||
| П6 | 1,6 | |||||||||||
| П8 | 0,2 | |||||||||||
| У7 | П2 | 0,6 | ||||||||||
| П5 | 1,2 | |||||||||||
| П6 | 1,4 | |||||||||||
| П8 | 0,7 |
Решение задачи
Составляем таблицу П5.6 , в которой указываем все возможные варианты: размещения баз данных по узлам сети. В каждую клетку этой таблицы записываем число, которое определяет суммарное количество всех запросов от всех процессов всех узлов к данной БД, при условии, что эта БД находится в данном узле..
Таблица П5.6
Суммарное количество обращений к БД при возможных вариантах их размещения по узлам сети
| БД1 | БД2 | БД3 | БД4 | БД5 | БД6 | БД7 | БД8 | БД9 | БД10 | |
| У1 | - | |||||||||
| У2 | - | |||||||||
| У3 | - | |||||||||
| У4 | - | |||||||||
| У6 | - | |||||||||
| У7 | - | |||||||||
| Мак число обращений к БД | - | |||||||||
| Мин число обращений к БД | - |
Используем правило: «Базу данных помещаем в тот узел, где она максимально используется, т.е. суммарное количество обращений к ней со стороны других узлов минимально» Поэтому в каждом столбце, соответствующем одной конкретной БД, отыскиваем наименьшее значение. Это и будет соответствовать оптимальному варианту размещения этой БД, поскольку .чем меньше это значение, тем меньше суммарное количество обращений от всех процессов всех других узлов к данной БД.
Полученные результаты, показывающие оптимальные варианты размещения БД по узлам сети, записываем в таблицу П5.7
Таблица П5.7.
Оптимальные варианты размещении БД по узлам сети
| БД1 | БД2 | БД3 | БД4 | БД5 | БД6 | БД7 | БД8 | БД9 | БД10 | Оценка варианта | |
| Вар.1 | У3 | У4 | У4 | У2 | У7 | - | У7 | У6 | У3 | У2 | |
| Вар.2 | У3 | У6 | У4 | У2 | У7 | - | У7 | У6 | У3 | У2 | |
| Число обращений | - |
Итак, получили, что в каждом из двух оптимальных вариантов размещения БД по узлам сети, суммарное количество обращений ко всем БД, т.е. суммарные затраты, составляют 5177.