Tietokannan replikaatio yksisuuntaisia ei-pysyviä yhteyksiä käyttäen

Abstract

Tässä pro gradu -tutkielmassa esitetään suunnittelumalli hajautetun tietokannan replikaation toteuttamiseksi käyttäen yksisuuntaisia ei-pysyviä yhteyksiä. Tämän mallin pohjalta on myös tehty replikaation toteutus toimeksiantona Patria Aviation Oy:lle. Replikaation toteutuksessa on otettu huomioon se, että tuloksena syntynyt malli on yhteensopiva erilaisten tietokannanhallintajärjestelmien kanssa, eikä nojaa minkään tietyn tuotteen replikaatio-ominaisuuksiin. Suunnittelua varten on tehty kirjallisuuskatsaus, jossa selvitettiin hajautetun tietokannan suunnitteluun ja replikaatioon liittyviä haasteita ja ratkaisumalleja. Kirjallisuuskatsauksesta selvisi, että hajautetun tietokannan ja replikaation suunnittelu on tasapainottelua suorituskyvyn, datan saatavuuden ja vikasietoisuuden välillä. Tämän lisäksi toimeksiantona toteutetun replikaation rajattu toimintaympäristö asettaa myös useita haasteita replikointistrategian valitsemiselle, sillä yhteyksien yksisuuntaisuuden ja muuttuvan luonteen takia pessimistiset replikaatiostrategiat eivät ole järkevästi toteutettavissa. Tästä syystä tutkimuksen tuloksena luotiin suunnittelumalli, johon on otettu piirteitä aiemmassa kirjallisuudessa käsitellyistä optimistisista replikaatiostrategioista. Mallissa replikaatiotoiminnallisuus on jaettu kahteen osa-alueeseen, joista toisen tehtävänä on jakaa päivitykset, ja toisen korjata mahdollisia puutteita ja virheitä datassa solmujen välillä. Toteutuksen testaus osoitti, että mallin pohjalta replikaatio voidaan toteuttaa kohdejärjestelmään ja se täyttää sille asetetut vaatimukset.

The purpose of this master’s thesis is to design a model and implement data-base replication functionality that can be used with unidirectional and tempo-rary connections. This thesis is made for Patria Aviation Oy. Replication of data between nodes in the system is designed the way that it isn’t dependent of any particular database management system. All functionality needed for replication is implemented at the application using a database, which makes it possible to create a solution that can be used with a variety of different technologies. A literature review was also made to find out what kind of issues have been raised in the past literature and how they have been solved. The literature review revealed that designing a distributed database and its replication means that compromises must be made between performance, availability of data and fault tolerance of the system. The need to implement replication by using unidirectional temporary connections sets many challenges for the design. Because of these challenges, most of the pessimistic replication methods are not feasible, so the design has taken many characteristics of optimistic replication strategies that has been studied in the past literature. Replication functionality in this model is divided to continuous background replication and event-based replication. Tests confirm that the replication functionality, based on the design model described in this study, can be implemented by using unidirectional temporary connections.