Serveurs multiprocesseurs et SGBD parallélisés : Introduction au parallélisme et problématique des SGBD parallélisés

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Auteur(s)

René J. CHEVANCE : Consultant - Chargé de missions au CMSL - Professeur associé au CNAM - (Conservatoire national des arts et métiers) - « Intégration des systèmes »

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INTRODUCTION

De plus en plus d’applications s’appuient sur des systèmes de gestion de bases de données (SGBD). La performance des systèmes et leur disponibilité sont devenues des éléments clés pour le choix des systèmes et des SGBD, c’est la raison pour laquelle les SGBD cherchent à tirer le meilleur profit des ressources matérielles qui sont mises à leur disposition.

Cet article présente les différentes approches mises en œuvre au sein des SGBD actuellement commercialisés.

On examine les différentes options en matière d’architecture de système ainsi que la relation entre les SGBD et le stockage des données. Ces différentes options sont détaillées et leurs conditions d’utilisation sont analysées.

Nota :

Cet article est repris quasi intégralement d’un des chapitres de l’ouvrage du même auteur « Serveurs multiprocesseurs, clusters et architectures parallèles » [4] :

Différents éléments, en provenance d’autres chapitres du même ouvrage, ont été ajoutés pour donner le contexte nécessaire à un article indépendant. Par ailleurs, des mises à jour ont été faites pour refléter les derniers développements.

La part de l’article consacrée à Oracle est plus importante que celle consacrée à DB2 Universal Database Enterprise-Extended Edition ce qui ne reflète pas une différence d’appréciation entre ces produits mais est simplement dû au fait que l’auteur a eu accès à plus d’informations sur Oracle.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-h2068

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Architecture des SGBD parallélisés

3. Introduction au parallélisme et problématique des SGBD parallélisés

Les SGBD parallélisés cherchent à exploiter au maximum les ressources des systèmes au moyen du parallélisme au service d’une base de données unique tandis que les SGBD distribués ont pour objet de donner une visibilité de base de données unique à un ensemble de bases de données (homogènes ou non) supportées par différents systèmes.

Deux types de composants du système concourent, pour l’essentiel, à la performance globale en environnement SGBD : les ressources de traitement (processeurs) et les entrées-sorties (contrôleurs et unités de disque). Les deux autres types d’éléments qui ont une influence sur la performance sont les caractéristiques de la mémoire (capacité et temps moyen d’accès) et les communications. Pour ces dernières, notons qu’il s’agit des caractéristiques du réseau d’interconnexion (latence et débit) que l’on rencontre dans les clusters et les MPP et non du sous-système de communication avec les réseaux distants et les postes clients.

Dans cette section, nous nous intéresserons surtout aux processeurs et aux entrées-sorties disques.

3.1 Éléments d’introduction au parallélisme

À titre d’illustration, nous allons voir les différents stades de parallélisation d’une requête SQL. Soit une requête SQL dont le traitement se compose de quatre étapes successives. Les différentes stratégies d’accélération de l’exécution de la requête sont illustrées figure 7.

— La figure 7 montre, dans la partie gauche, le traitement classique (séquentiel) d’une requête de jointure de deux tables (on rappelle qu’une table est un ensemble d’articles appelés tuples). La réalisation de cette opération comprend quatre étapes :

recherche des tuples concernés ;
opération de jointure proprement dite ;
tri des tuples obtenus ;
écriture de la table résultante.

— Un premier niveau de parallélisation consiste à se faire dérouler en pipeline les opérations : lorsque les opérations de recherche ont isolé suffisamment de tuples, l’opération de jointure peut débuter :...