konsep dan rancangan basis data terdistribusi

ARSITEKTUR
BASIS DATA TERDISTRIBUSI
Fatoni, MM.,M.Kom.
ARSITEKTUR BASIS DATA
TERDISTRIBUSI
Terdapat tiga alternatif pendekatan untuk membedakan
fungsi DBMS, yaitu:
1. Client-server,
2. Kolaborasi server dan
3. Middleware.
Client-Server
Klien/server, distribusi tugas manajemen data pada
server sedangkan klien fokus pada penyediaan
lingkungan aplikasi termasuk user interface. Tugas
komunikasi yang dibagi antara mesin klien dan server.
Sistem client-server mempunyai satu atau lebih proses
client dan satu atau lebih proses server, dan sebuah
proses client dapat mengirim query ke sembarang
proses server, Server akan lebih banyak melaksanakan
Pekerjaan (Transaksi, Penyimpanan, Optimasi). Client
berfungsi sebagai Interface dengan user.
Client-Server
Client-Server
Client bertanggung jawab pada antar muka untuk user,
sedangkan server mengatur data dan mengeksekusi
transaksi. Sehingga suatu proses client berjalan pada
sebuah personal computer dan mengirim query ke
sebuah server yang berjalan pada mainframe.
Alasan Arsitektur Client-Server
1. Implementasi yang relatif sederhana karena
pembagian fungsi yang baik dan karena server
tersentralisasi.
2. Mesin server yang mahal utilisasinya tidak
terpengaruh pada interaksi pemakai, meskipun
mesin client tidak mahal.
3. Pemakai dapat menjalankan antarmuka berbasis
grafis sehingga pemakai lebih mudah dibandingkan
antar muka pada server CLI yang tidak user-friendly.
Konsep Arsitektur SingleTier
Arsitektur single tier memiliki kekurangan, yaitu dalam
hal interface grafis yang membutuhkan lebih banyak
dukungan komputasional/pemecahan masalah daripada
sekedar dumb terminal sederhana. Adanya komputer
personal yang semakin canggih dengan harga relatif
murah yang dapat digunakan sebagai client dapat
digunakan sebagai client dapat mengarah pada
pengembangan arsitektur two tier.
Client-Server Two Tier
Client-Server Two Tier
Client-Server Two Tier
Model Arsitektur Client-Server
Arsitektur ini sedikitnya memberi dua peran bagi client,
dimana client tidak hanya berperan sebagai penyaji
interface
saja,
melainkan
juga
berfungsi
mengoperasikan aplikasi. Sementara itu, server hanya
bertugas untuk mengelola data saja sehingga beban
client menjadi bertambah. Model thick client server ini
diterapkan pada sistem layanan Anjungan Tunai Mandiri
(ATM).
Model Arsitektur Client-Server
Model Arsitektur Client-Server
Model Arsitektur Client-Server
Arsitektur three tier memiliki sejumlah keuntungan , antara lain
masing-masing tier akan beroperasi dengan stabilitas yang tinggi
karena
beban
terbagi
secara
merata.
Model
ini
juga
memungkinkan dimana pada masing-masing tier diterapkan
platform yang berbeda.
Model Arsitektur Client-Server
Collaboration -Server
• Arsitektur client-server tidak mengijinkan satu query
mengakses banyak server karena proses client harus
dapat membagi sebuah query ke dalam beberapa
subquery untuk dieksekusi pada tempat yang berbeda
dan kemudian membagi jawaban ke subquery.
• Proses client cukup komplek dan terjadi overlap dengan
server; sehingga perbedaan antara client dan server
menjadi jelas. Untuk mengurangi perbedaan digunakan
alternatif arsitektur client-server yaitu sistem Collaboration
Server. Pada sistem ini terdapat sekumpulan server basis
data, yang menjalankan transaksi data lokal yang
bekerjasama mengeksekusi transaksi pada beberapa
server
Collaboration -Server
Jika server menerima query yang membutuhkan akses ke
data pada server lain, sistem membangkitkan subquery
yang dieksekusi server lain dan mengambil hasilnya
bersama-sama untuk menggabungkan jawaban menjadi
query asal.
Sistem MiddleWare
• Pada sistem client server tidak memungkinkan satu query
pada client dijalankan oleh multipel server, karena tidak
ada mekanisme kolaborasi antar server. Sistem
middleware dirancang untuk memungkinkan satu query
dijalankan pada multipel server dengan server-server
basis data tidak mengelola eksekusi pada multi tempat.
• Untuk koordinasi sub-query dan eksekusi join dilakukan
oleh perangkat lunak tersendiri yang disebut middleware.
KOMPONEN ARSITEKTUR
DDBMS
Pada arsitektur DDBMS terdapat empat komponen
utama yaitu :
1. Komponen DBMS lokal (LDBMS)
2. Komponen Komunikasi Data (DC)
3. Katalog Sistem Global (GCS)
4. Komponen DDBMS Terdistribusi
KOMPONEN ARSITEKTUR
DDBMS
Komponen Lokal DBMS
Komponen LDBMS ini adalah komponen standard dari
DBMS, yang memiliki tanggung jawab untuk mengontrol
data lokal pada masing – masing lokasi yang telah
memiliki basisdata. Hal ini berarti setiap lokasi memiliki
SGC/ Katalog Sistem Global masing – masing yang
berisi semua informasi tentang data
Komponen Komunikasi Data/DC
Komponen ini adalah perangkat lunak dan perangkat
keras yang memungkinkan semua lokasi dapat
berkomunikasi dengan baik satu sama lain. Komponen
komunikasi data berisikan informasi tentang site dan
jaringannya.
Katalog Sistem Global ( GCS )
GCS menangani informasi yang spesifik mengenai
pendistribusian dari suatu sistem, seperti fragmentasi,
penggandaan dan alokasi nya. Komponen ini dapat
mengatur dirinya sendiri seperti mendistribusikan
basisdata dan fragmentasi , replikasi keseluruhan atau
sentralisasi
Katalog Sistem Global ( SGC )
Dalam sistem ini terdapat katalog lokal di setiap site
yang terdiri dari meta data yang berhubungan data yang
disimpan.
Untuk Keterhubungannya disimpan di
beberapa site, hal ini merupakan tanggung jawab pada
setiap lokal katalog untuk mencatat definisi dari setiap
fragmen dan setiap replikas dari setiap fragmen dan
mencatat dimana fragment atau replika tersebut di
alokasikan. Kapanpun fragmen atau replika di gunakan
pada lokasi yang berbeda, lokal katalog harus selalu
mengupdate perubahan tersebut, sehingga fragmen
atau replika dapat diandalkan keberadaannya.
Komponen DBMS Terdistribusi
Komponen DDBMS adalah pengendalian unit di semua
sistem.
Arsitektur Paralel DBMS
1. Penggunaan memory bersama ( share memory )
2. Penggunaan disk bersama ( share disk )
3. Penggunaan secara sendiri-sendiri ( share nothing )
Arsitektur pada penggunaan secara sendiri–sendiri
hampir sama dengan DBMS terdistribusi, namun
pendistribusian data pada paralel DBMS hanya berbasis
pada kinerja nya saja. Node pada DDBMS adalah
merupakan pendistribusian secara geographic, administrasi yang terpisah , dan jaringan komunikasi yang
lambat, sedangkan node pada paralel DBMS adalah
hubungan dengan komputer yang sama/site yang sama.
Arsitektur Share Memory
Arsitektur Share Memory
Arsitektur yang menghubungkan beberapa prosesor di
dalam sistem tunggal yang menggunakan memori
secara bersama – sama. Dikenal dengan SMP
(Symmetric Multiprocessing ), metode ini sering
digunakan dalam bentuk workstation personal yang
mensupport beberapa mikroprosesor dalam paralel
dbms, RISC ( Reduced Instruction Set Computer ) yang
besar berbasis mesin sampai bentuk mainframe yang
besar
Arsitektur Share Disk
Arsitektur Share Disk
Arsitektur yang mengoptimalkan jalannya suatu aplikasi
yang tersentrallisasi dan membutuhkan keberadaan data
dan kinerja yang tinggi. Setiap prosesor dapat
mengakses langsung semua disk , tetapi prosesor
tersebut memiliki memorinya sendiri – sendiri. Seperti
halnya penggunaan secara sendiri – sendiri arsitektur
ini menghapus masalah pada penggunaan memori
bersama tanpa harus mengetahui sebuah basis data di
partisi. Arsitektur ini di kenal dengan cluster
Arsitektur Share Nothing
Arsitektur Share Nothing
Sering di kenal dengan Massively parallel processing (
MPP ) yaitu arsitektur dari beberapa prosesor di mana
setiap prosesor adalah bagian dari sistem yang lengkap
, yang memiliki memori dan disk. Basis data ini di partisi
untuk semua disk pada masing – masing sistem yang
berhubungan dengan basis data dan data di berikan
secara transparan untuk semua pengguna yang
menggunakan sistem.
Struktur Basis Data
Terdistribusi


Sebuah sistem basis data terdistribusi
hanya mungkin dibangun dalam sebuah
sistem jaringan komputer.
Topologi Jaringan
a. Topologi bintang (star)
b. Topologi Cincin (Ring)
c. Topologi Bus
Struktur Basis Data
Terdistribusi

Perbedaan utama di antara berbagai
topologi di atas terletak pada:
a. Biaya Instalasi
Biaya dalam membangun hubungan fisik (link)
antar simpul.
b. Biaya Komunikasi
Waktu dan biaya dalam pengoperasian sistem berupa
pengiriman data dari satu simpul ke simpula lain
Struktur Basis Data
Terdistribusi
c. Kehandalan
Frekuensi/tingkat kegagalan komunikasi yang terjadi.
d. Ketersediaan
Tingkat kesiapan data yang dapat diakses sebagai
antisipasi kegagalan komunikasi.
STANDARISASI DBMS
• Berdasarkan Komponen.
Komponen dari sistem didefinisikan bersama dengan
keterkaitan antar komponen. Suatu DBMS terdiri dari sejumlah
komponen, masing-masing menyediakan beberapa fungsi.
• Berdasarkan Fungsi.
Kelas-kelas yang berbeda dari pengguna diidentifikasi dan
fungsi bahwa sistem akan melakukan untuk masing-masing
kelas didefinisikan. Spesifikasi Sistem dalam kategori ini
biasanya menentukan struktur hirarki untuk kelas pengguna.
36
STANDARISASI DBMS
• Berdasarkan Data.
Jenis data yang berbeda diidentifikasi, dan sebuah kerangka
kerja arsitektur ditentukan yang mendefinisikan unit fungsional
yang akan menyadari atau menggunakan data sesuai dengan
pandangan yang berbeda. Pendekatan (juga disebut sebagai
pendekatan data logical) diklaim menjadi pilihan lebih baik
untuk kegiatan standardisasi.
37
STANDARISASI DBMS
ARSITEKTUR ANSI / SPARC
ANSI / SPARC (American National Standards Institute,
Standards Planning And Requerements Commite =
Desain Standard DBMS) arsitektur diklaim didasarkan
pada data organisasi. Ia mengakui tiga tampilan data:
1. Tampilan eksternal, yang adalah bahwa
pengguna, yang mungkin programmer,
dari
2. Pandangan
konseptual,
yaitu
perusahaan.
Untuk masing-masing pandangan, definisi skema
yang tepat diperlukan.
3. Pandangan internal, bahwa dari sistem atau mesin;
38
STANDARISASI DBMS
ARSITEKTUR ANSI / SPARC
39
STANDARISASI DBMS
ARSITEKTUR ANSI / SPARC
1. Pada tingkat terendah arsitektur adalah pandangan
internal, yang berkaitan dengan definisi fisik dan
organisasi data.
2. Pada ekstrem yang lain adalah pandangan
eksternal, yang berkaitan dengan bagaimana para
pemakai memandang database.
3. Antara kedua ujung adalah skema konseptual, yang
merupakan definisi abstrak dari database. Ini
adalah "dunia nyata" pandangan dari perusahaan
yang dimodelkan dalam database.
40
STANDARISASI DBMS
ARSITEKTUR ANSI / SPARC
Sistem ditandai sehubungan dengan:
(1) Otonomi sistem lokal,
(2) Distribusi,
(3) Heterogenitas.
41
Otonomi
Otonomi mengacu pada distribusi kontrol, tidak ada
data. Hal ini menunjukkan sejauh mana DBMSs
individu dapat beroperasi secara independen.
Tiga alternatif :
• Ketat integrasi
• Semiautonomous sistem
• Isolasi total
42
Otonomi
Ketat integrasi.
Seluruh database tersedia untuk setiap pengguna yang
ingin berbagi informasi, yang dapat berada di beberapa
database. Dari sudut pandang pengguna, data secara
logis terpusat dalam satu database.
Semiautonomous sistem.
DBMS dapat beroperasi secara independen. Masingmasing DBMS menentukan bagian mana dari database
mereka sendiri, mereka akan membuat diakses
pengguna DBMS lain.
43
Otonomi
Total isolasi.
Sistem DBMSs individu yang berdiri sendiri, yang tidak
mengetahui tentang keberadaan DBMS lain atau
bagaimana berkomunikasi dengan mereka.
44
Otonomi
Distribusi mengacu pada distribusi data. Tentu saja,
kita sedang mempertimbangkan distribusi fisik data
melalui beberapa situs, pengguna melihat data
sebagai satu data logis.
Dua alternatif :
• Client / server distribusi
• Peer-to-peer distribusi (distribusi penuh)
45
Distribusi
Client / distribusi server.
Klien / server distribusi konsentrat tugas manajemen
data pada server sedangkan klien fokus pada
penyediaan lingkungan aplikasi termasuk user
interface.
Peer-to-peer distribusi.
Tidak ada perbedaan dari mesin klien versus server.
Setiap mesin memiliki fungsionalitas penuh DBMS
dan dapat berkomunikasi dengan mesin lainnya
untuk mengeksekusi query dan transaksi.
46
Heterogenitas
• Heterogenitas dapat terjadi dalam berbagai bentuk dalam
sistem terdistribusi, mulai bentuk heterogenitas perangkat
keras dan perbedaan dalam jaringan protokol untuk variasi
dalam manajer data.
• Mewakili data dengan alat pemodelan yang berbeda
menciptakan heterogenitas karena kekuatan ekspresif yang
melekat dan keterbatasan model data individu.
• Heterogenitas dalam bahasa query tidak hanya melibatkan
penggunaan paradigma yang sama sekali berbeda akses
data dalam model data yang berbeda, tetapi juga mencakup
perbedaan dalam bahasa bahkan ketika sistem individu
menggunakan model data yang sama.
47