Systèmes transactionnels

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1 Systèmes transactionnels TP : Transaction processing IF G.Beuchot 1

2 La transaction Traitement correspondant à une opération élémentaire caractérisée par ses propriétés ACID Atomicité entièrement ou pas du tout peut correspondre à plusieurs transactions physiques Consistance Effectuée avec validité Données passent d un état consistant à un autre état consistant Isolation aucune opération d une autre transaction n accède aux résultats partiels obtenus durant la transaction Si données communes : sérialisation Durabilité Le résultat d une transaction complète ne peut être altérée (par panne, défaut) Annulation ou restauration Synchronisation - sauvegardes (log) IF G.Beuchot 2

3 Caractéristiques des applications transactionnelles Traitements courts et répétitifs Grand nombre d utilisateurs simultanés Nombre importants de transactions à traiter en parallèle temps de réponse faibles et assez constants : 1 à qq secondes Accès concurrent à des bases de données volumes de données importants Grande fiabilité Haute disponibilité Architectures distribués X/Open Group : DTP 5distributed Transaction Processing) OSF : OLTP (On Line Transaction Processing) dans DCE IF G.Beuchot 3

4 Quelques définitions Des données sûres survivent à une panne d une application sont disponibles après reprise locale : restauration Données liées : données sûres qui existent durant exécution de la transaction Données d une action atomique : données sûres qui maintiennent Connaissance de l action atomique en cours Etat du contrôle de concurrence Information pour restaurer données à état initial Journalisation (log) Evénement correspondant à écriture des données correspondant à action atomique sur un support sûr. Transaction répartie se déroule sur plusieurs systèmes ouverts Coordination est nécessaire entre entités chargées du traitement TPSUI : Transaction Processing Service User Invocation IF G.Beuchot 4

5 Dialogue - Arbre de dialogue feuille société de location de voitures Arbre de dialogue Racine Agence de voyages intermédiaire Compaghie aérienne 1 intermédiaire Chaîne Hotellière feuille interméd. interméd. interméd. Compagnie aérienne 2 Hotel 1 Hotel 2 Hotel 3 feuille "activité" feuille "activité" Structure des dialogues à la demande d une entité dialogue adjacents entre entités distinctes Arbre de dialogue supérieur -subordonné branche de dialogue Objet: transfert de données notification anomalies initialisation, validation, annulation de transaction terminaison négociée brutale synchronisation des activités types Polarisé Initiateur-répondeur Partagé commande simultanée par 2 systèmes IF G.Beuchot 5

6 Déroulement d une transaction Lancée par «noeud racine» : coordinateur d engagement Identificateur propagé dans tout l arbre allocation de ressource - isolation Un système peut être dans l impossibilité d assurer la transaction Annulation - Rollback peut être effectuée tant que l on est pas en phase terminale Pour consistance : validation à 2 phases Première phase : préparation Seconde phase : validation stockage des informations sur état des données : log IF G.Beuchot 6

7 Validation à 2 phases Phase d'établissement Phase d'action Phases de validation Coordinateur Début de transaction OK data data prepare to commit OK commit OK Participant Règles validation AVANT écriture dans SGBD validation APRES enregistrement de toutes les modifications dans journal Phase 1 : journalisation coordinateur Préparation à valider (prepare to commit) partenaire vote : oui ou non. Note vote dans son journal coordinateur collecte les votes. Si unanimité de oui ordre de valider (commit), sinon annulation (abort). coordinateur note dans son journal participant finit transaction, notifie le coordinateur, note fin dans son journal coordinateur note fin de transaction dans son journal Phase 2 : écriture dans la base ou annulation. IF G.Beuchot 7

8 Validation (suite ) : Reprises - Verrouillage En cas de panne : rupture de communication Coordinateur Déclenche après la première phase Participant vote positif mais pas de fin de transaction rappel des participants dans ce cas et reprise de validation Voit rupture de communication après vote trouve trace vote dans son journal sans fin de transaction reprend contact avec coordonnateur pour connaître résultat du vote si pas de trace dans journal coordonnateur: vote négatif ne pas mettre à jour les données sinon reprendre fin de validation nécessité d un verrouillage en 2 temps (2 phase looking) aucun accès aux données modifiées non validées IF G.Beuchot 8

9 Modèles d échanges transactionnels 3 grands modèles : Conversationnel basé sur APPC (IBM) -Serveur basé sur usage du RPC Queue de messages basé sur OSI-TP IF G.Beuchot 9

10 Modèles client-serveur modules clients debut Call «X» getreply fin debut Call «Z» getreply fin Requête de service debut Call «Y» getreply fin Réponse serveur de noms communication administration sécurisation contrôle de transaction Serveur modules serveurs Traîtement des services "X" et "Y" Traîtement des services "Y" et "Z" Modèle de base sur même système sur systèmes distants par RPC par exemple modularité facilité de distribution extensibilité Modèle enrichi utilisation d un serveur de noms correspondance nom logique-nom physique Sécurisation par serveur d authentification Indépendance clients-serverus transparence de localisation performances sécurité des données, d accès souplesse (ajustement des serveurs) efficacité (partage de resooures réduit côut) Flexibilité IF G.Beuchot 10

11 Modèle DTP de l X/Open Programme d application (AP) définit les limites de la transaction spécifie les actions Utilisateur Processus client AP Processus serveur A P Gestionnaire de transaction (TM) routage validation XATMI XATMI SQL recouvrement TM TM XA RM BD Gestionnaire de ressources (RM) accès aux données sur serveur utilise SQL Interface XATMI entre AP et TM sur clients et serveurs Interface XA entre TM et RM validation à 2 phases s appuie sur CCR IF G.Beuchot 11

12 Modèle MQ : message queueing Station de travail A o Serveur d'application Ao MQput (M) Qo M LAN - service TP MQput (M) Serveur d'application Q Frontal de communication M Dialogue /Serveur Réseau LAN / WAN service TP MQget (M) A c Serveur d'application Serveur de file Ac MQget (M) Qc Plus récent et moins connu mode asynchrone les 2 applications peuvent être décalées dans le temps même système ou réparti repose sur OSI-TP (7ème partie) Transfert de messages entre applications à travers de files sécurisées Queue apparaît comme un service dans architecture client-serveur gestionnaire de queue est un serveur message considéré comme écrit dans queue après validation seulement Possibilité d insérer des serveurs de communication entre serveur d application IF G.Beuchot 12

13 OSI-TP (IS10026) Feuille Feuille Racine Intermédiaire Base : propriétés ACID S appuie sur CCR (commitment, concurrency, recovery) validation à 2 phases Transactions distribuée sur plusieurs systèmes dialogue entre entités distantes associées plusieurs dialogues possible pour un système Arbre de transaction dialogue = branche de l arbre racine - nœuds intermédiaires - feuilles Feuille Intermédiaire Architecture TPSUI établit branche de transaction Feuille Feuille Feuille TPPM assure les propriétés ACID (validation) ACSE : association - Rupture IF G.Beuchot 13

14 Entités fonctionnelles Noyau OSI-TP : Services et protocole Établissement -rupture s association via ACSE Contrôle partagé 2 TPSUI ont le contrôle du dialogue (doivent se coordonner ) Contrôle polarisé 1 TPSUI a le contrôle du dialogue à un moment donné Elle peut le transférer à l autre tpsui Synchronisation Handshake : synchronisation des traitements entre TPSUI Commit Validation fiable Retour en arrière (rollback) coordination permet de déclencher 2ème phase de validation ou reprise journalisation - gestion des données liées Utilisation de CCR Chaînage -déchaînage des transactions IF G.Beuchot 14

15 OSI-TP : Primitives de service unités fonctionnelles noyau contrôle partage contrôle polarisé synchronisation COMMIT Transactions non chainées primitives de service TP-BEGIN-DIALOGE TP-P-REJECT TP-END-DIALOGUE TP-DATA TP-U-EROR TP-P-ERROR TP-U-ABORT TP-P-ABORT pas de primitive TP-GRANT-CONTROLE TP-REQUEST-CONTROLE TP-HANDSHAKE TP-HANDSHAKE-AND-END TP-HANDSHAKE-AND-GRANT-CONTROL TP-DEFERRED-END-DIALOGUE TP-DEFERRED-GRANT-CONTROL TP-COMMIT TP-CONTINUE-COMMIT TP-COMMIT-RESULT TP-DONE TP-COMMIT-COMPLETE TP-PREPARE TP-READY TP-ROLLBACK TP-ROLLBACK-COMPLETE TP-DEFER-NEXT-TRANSACTION TP-BEGIN-TRANSACTION En pratique une partie importante des fonctions de coordination ou pour les reprises doit être prise en compte dans l application IF G.Beuchot 15

16 Moniteurs transactionnels Tuxedo (USL) suit le modèle DTP de l X/Open Encina (Transarc) Répond complètement aux concepts d OLTP. Conforme à DTP Extension fonctionnelle de DCE s appuie sur RPC et CDS (annuaire distribué de DCE) CICS/6000 (IBM) Respecte le modèle DTP utilise les API de CICS (APPC) Réutilise les briques de base de ENCINA (Transarc filiale de IBM ) Existe sous MVS, VSE, OS/400, OS/2 sous Unix environnement DCE (RPC, CDS, Kerberos) Moniteur distribué selon modèle MQ (Marben) IF G.Beuchot 16

17 Moniteur MQM Station de travail APc Applications APo MQI client M MQI client 5 7 Moniteur MQM 1 4 Serveur 6 Annuaire 1' 4' 2 GERANT de QUEUES ensemble de ensemble de 3 LOG 8 log_s LAN Station de travail Serveur central d' Applications APo MQI client M APc MQI client 5 7 ensemble de 1 4 LAN multi-protocoles ensemble de ensembles de Serveur de Moniteur MQM 1' 5' 4' 7' Serveur 2 6 GERANT de QUEUES 3 8 Annuaire LOG log_s IF G.Beuchot 17

18 Station de travail 1 APo MQI client 4 ensemble de M M Station d'applications APc MQI client APo MQI client 1 7 APc MQI client 5 ensembles de 2 6 APc MQI client 7' 5' Serveur Serveur d'applications Moniteur MQM LAN ensemble de GERANT de QUEUES 8 3 LOG log_s Annuaire LAN ensembles de 1' Serveur Serveur de 4' Moniteur MQM ' 7' GERANT de QUEUES 8 ensembles de 1' 4' Serveur 2 6 Serveur de Moniteur MQM 5' 7' GERANT de QUEUES Annuaire 8 3 Annuaire LOG log_s LOG log_s Réseau étendu : WAN IF G.Beuchot 18

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