Модели процессов согласования реплик в базах данных Nosql

Анализ моделей согласования реплик в конечном счете 
Ниже приведены результаты анализа вероятности, что клиент прочитает 
устаревшую запись за время распространения обновлений записи по ее N-W 
репликам, для синхронного режима распространения изменений (формула (2.8)).
Характеристики ресурсов (интенсивности обработки) были получены с 
помощью программы синтетических тестов AIDA64 [55]. Расчеты были 
выполнены при следующих значениях характеристик ресурсов.
1. Процессор – Mobile DualCore Intel Core i5-2450M, 2900 MHz. Для 
выбранного процессора измеренное значение числа процессорных циклов, 
выполняемых в секунду, равно μ
P
=2900

10
6 
(1/с).
2. Внешняя память - Momentus 5400 640423 Seagate  
5400rpm 16Mb; интенсивность ввода/вывода данных на диск равна μ
d1
= 
130

1024

1024 (байт/с). 
3. Оперативная память – DDR3-1333 PC3-10667. Интенсивность чтения 
данных из ОП равна μ
m
=9842

1024

1024 (байт/с). 
4. Производительность локальной сети внутри сегмента равна 1 Гбит/с; 
интенсивность передачи данных по шине локальной сети равна μ
n
=125

10
6 
(байт/с). 
5. Производительность сети между ее сегментами составляет 128 Мбит/с; 
интенсивность передачи данных по шине сети, соединяющей подсети, равна 
μ
ns
=16

10
6 
(байт/с). 

---

60 
На рисунке 2.6 показаны зависимости вероятности, что клиент прочитает 
устаревшую запись за время распространения обновлений записи по ее N-W 
репликам, от интенсивности входящих запросов (требований) при различных 
значениях N (синхронный режим). Общее число физических узлов – 20, узлы 
разделены на два сегмента сети по 10 узлов в каждом. Число виртуальных узлов 
(v-узлов) – 64. Длина «k» поля ключа записи составляет 20 байтов, длина «v» 
поля значения равна 512 байтов. W=R=1. 
Рисунок 2.6 – Зависимости вероятности, что клиент прочитает устаревшую запись 
за время распространения обновлений записи по ее N-1 репликам, от 
интенсивности запросов на чтение λ (1/с) при различных N (синхронный режим). 
В базах данных NoSQL, например, RIAK [18] число реплик N каждой 
записи БД по умолчанию равно 3. В этом случае даже при больших λ вероятность 
равна 0.03 (надежность согласования реплик составляет почти две девятки: 0,97). 
При больших N вероятность может достигать 0.3 при больших значениях 
интенсивности поступления требований на чтение. 
Рассмотрим вероятность, что клиент прочитает устаревшую запись за 
время распространения обновлений записи по ее N-W репликам, для 
асинхронного 
режима 
распространения 
изменений 
(формула 
(2.11)). 

---

61 
Характеристики ресурсов совпадают с описанными ранее. На рисунке 2.7 
показаны зависимости вероятности, что клиент прочитает устаревшую запись за 
время распространения обновлений записи по ее N-W репликам, от 
интенсивности входящих запросов (требований) при различных значениях N 
(асинхронный режим обновления реплик).
Рисунок 2.7 – Зависимости вероятности, что клиент прочитает устаревшую запись 
за время распространения обновлений записи по ее N-W репликам, от 
интенсивности запросов на чтение λ (1/с) при различных N (асинхронный режим). 
В случае N=3 даже при больших λ вероятность не превышает 0.0004 
(надежность согласования составляет почти четыре девятки: 0,9996). 
Сравним вероятности доступа к несогласованным данным при синхронном 
и асинхронном режимах распространения изменений. В таблице 2.2 приведены 
значения вероятности, что клиент прочитает устаревшую запись за время 
распространения обновлений записи по ее N-W репликам, для различных величин 
интенсивности входящих запросов при больших значениях N (7 и 9) для 
синхронного и асинхронного режимов. Здесь W=R=1. 

---

62 
Таблица 2.2 – Вероятность чтения устаревших записей. 
Синхронный режим 
Асинхронный режим 
N=7 
N=9 
N=7 
N=9