Приложение 5 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	100			60		150				140
П2		400	300					250
П3	30		300		80		400		20	180
П4		300	150			100
П5					85		300		30
П6							200	300		110
П7	50			70					40	150
П8			200	60	75
П9		350	300			100		400
П10			240		90				40

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	1	1	1	1	2	2	2	2	2	1
	3	3	3	4	3	4	4	4	4	3
в	5	5	5	6	6	6	6	6	5	5
	7	7	8	7	7	8	8	7	8	8
груп-	9	9	10	9	10	10	10	10	9	9
пе	11	11	12	12	11	12	12	12	11	11
	13	13	14	14	14	14	14	13	13	13
п	15	16	15	15	15	16	16	16	16	15
о	17	18	17	17	18	18	18	18	17	17
	19	20	19	20	19	20	20	20	19	19
с	21	22	21	22	22	22	22	21	21	21
п	23	24	24	23	23	24	24	24	23	23
и	25	26	26	25	26	26	26	25	25	25
с	27	28	28	28	27	28	28	27	27	27
к	29	30	30	30	30	29	29	29	29	30
у	31	32	32	32	32	31	31	31	32	31
	33	34	34	34	33	33	33	33	34	34

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		400	300					200
П5					85		300		30
П6							200	300		110
П7	50			70					40	150
П8			200	60	75

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	1,1
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 (БД_i) определенного процесса (П_j) из определенного узла сети (У_k).

Таблица П5.5

. Сводная таблица исходных данных

Узел	Проц.	Коэф	БД1	БД2	БД3	БД4	БД5	БД6	БД7	БД8	БД9	БД10
У1	П5	0,3					25		90		9
	П7	0,6	30			42					24	90
У2	П2	0,5		200	150					125
	П6	0,7							140	210		77
	П7	1	50			70					40	150
	П8	1,1			220	66	89
У3	П5	0,8					68		240		24
	П7	1,15	58			81					45	172
У4	П2	0,8		320	240					200
	П7	0,9	45			63					36	135
	П8	0,8			160	48	60
У6	П2	0,8		320	240					200
	П6	1,6							320	480		176
	П8	0,2			40	12	15
У7	П2	0,6		240	180					150
	П5	1,2					102		360		36
	П6	1,4							280	420		154
	П8	0,7			140	42	53

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	153	1080	1370	382	387	-	1340	1785	181	874
У2	133	880	1000	288	323	-	1290	1450	174	737
У3	125	1080	1370	343	344	-	1190	1785	145	792
У4	138	760	970	313	352	-	1430	1585	184	829
У6	183	760	1090	412	397	-	1110	1105	214	788
У7	183	840	1050	382	257	-	790	1215	184	810
Мак число обращений к БД	183	1080	1370	412	397	-	1430	1785	214	874
Мин число обращений к БД	125	760	970	288	257	-	790	1105	145	737

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	5177
Вар.2	У3	У6	У4	У2	У7	-	У7	У6	У3	У2	5177
Число обращений	125	760	970	288	257	-	790	1105	145	737

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.