Takzvané in-memory database, tedy databáze uložené v hlavní paměti počítače, a role databází v rámci Cloud Computingu patří v současnosti ke dvěma nejdiskutovanějším tématům spojeným se systémy pro řízení báze dat (SŘBD/DBMS (Database Management System). V následujícím textu se proto podíváme na aktuální vývoj v obou těchto oblastech, přičemž se zaměříme především na nově nabízená nebo nově navrhovaná řešení.
Pokud se zajímáte o otázky spojené s fenoménem cloud computingu více, pak vám doporučujeme i naše speciální téma Cloud Computing, které se mu věnuje z různých úhlů pohledu; máte-li naopak pocit, že je cloudu už je všude až příliš, takže si ho právě teď rádi odpustíte, doporučujeme přeskočit na prostřední část tohoto článku, která je věnována in-memory databázím – a o cloudu tam opravdu, ale opravdu nepadne ani slovo.
Vzhledem k popularitě Cloud Computingu se samozřejmě otázkám a technickým problémům s ním spojeným nevyhnula ani oblast databází. Členové týmu z Massachusettské univerzity, do něhož patří Emmanuel Cecchet, Rahul Singh, Upendra Sharma a Prashant Shenoy, přitom hlasitě upozorňují, že v případě databází v cloudu je třeba se vypořádat se zcela specifickými problémy. Jestliže totiž u vícevrstvých aplikací mohou být ostatní vrstvy bezstavové, a tudíž lze snadno a rychle zvýšit jejich výkon spuštěním jejich dalších instancí, u databázové vrstvy je pro vytvoření nové instance potřeba duplikovat velké množství dat uchované na discích. Nejde přitom o žádný čistě teoretický problém – u aplikací náročných na zpracování dat se může databázová vrstva cloudu stát snadno úzkým hrdlem brzdícím činnost všech ostatních.
Pozornost si ovšem zmíněný tým nevysloužil tím, že existující problém popsal, ale tím, že nabídl jeho řešení: Je jím systém Dolly, jenž slouží pro dynamické vytváření replik databází založené na klonování virtuálních strojů. Dolly je nezávislá na databázové platformě a jejím hlavním přínosem má být inteligentní využívání snapshotů virtuálních strojů. Každá replika databáze běží v separátním virtuálním stroji; při vytváření nové repliky se ovšem nespoléhá na tradiční databázové mechanismy, ale klonuje se celý virtuální stroj existující repliky, tedy včetně operačního prostředí, SŘBD a konfigurace.
Klonovaný virtuální stroj – kompletní se softwarem i s daty – může být spuštěn na novém fyzickém serveru a v cloudu je tak k dispozici dodatečný výkon. Než mohou být v novém virtuálním stroji zpracovány první uživatelské požadavky na databázi, je pouze provedena rychlá synchronizace repliky s ostatními replikami stejné databáze.
Dolly je schopna analyzovat zatížení současných replik databáze i objem uložených dat a na tomto základě zahajuje vytváření nové repliky s dostatečným předstihem tak, aby byla včas k dispozici. Rovněž je schopna rozhodnout, zda je vhodnější pro novou repliku použít starší snapshot virtuálního stroje, nebo zda bude výhodnější pořídit snímek nový. Případně tento snímek začne s předstihem vytvářet pro budoucí použití. Přitom bere v úvahu i cenové parametry cloudu zadané uživatelem, takže je její postup i cenově efektivní.
Prototyp Dolly již prošel několika testy, a to mimo jiné ve veřejném cloudu Amazonu (EC2) a v soukromém cloudu založeném na platformě Xen. Výsledky podle autorského týmu z Massachusettské univerzity ukazují, že je Dolly schopna vytvářet repliky velmi efektivně. Dalšímu vývoji systému má napomoci i jeho uvolnění jako open-source software.
Databázové systémy spoléhající na uchování zpracovávaných dat v hlavní paměti místo na disku sice nejsou trendem, který by se objevil v posledních měsících, podle mnoha komentátorů se v této oblasti ale právě mění pravidla hry – a to díky společnosti SAP, pro níž se letošní rok nese mimo jiné ve znamení jejího softwaru HANA (High-performance ANalytic Appliance software). Jde o software, který je – jak ostatně napovídá už jeho název – klientům dodáván současně s hardwarem partnerů, tedy jako databázové zařízení. A toto zařízení spoléhá při své práci právě na řešení typu in-memory database.
Představitelé výrobce vysvětlují, že jejich přístup je vlastně prostý: Data z IT systémů používaných při podnikání jsou okamžitě ukládána do paměti a analytické výstupy jsou prostřednictvím různých pohledů dle potřeby předkládány uživatelům v reálném čase. Srdcem systému je přitom integrovaná databázově-výpočetní vrstva, která dovoluje zpracování velkého množství dat v hlavní paměti systému a poskytnout tedy požadované výsledky velmi rychle.
Výrobce uvádí, že systém umožňuje projít jednomu procesorovému jádru dva miliony záznamů za milisekundu a provést deset milionů komplexních seskupení (agregací) za sekundu. Na reálných datech pak představitelé SAP ukázali provádění komplexních databázových dotazů na databázi s více než 450 miliardami záznamů (komprimovanými do méně než tři terabytů fyzické paměti), jejichž výsledky systém poskytl v čase v řádech sekund. Všechny operace jsou prováděny v paměti, jen logování ukládá svůj výstup na vysoce výkonné SSD disky. Systém je podle SAP škálovatelný na systémy s více než tisícovkou procesorových jader.
Své databázové systémy spoléhající na uchování velkého množství zpracovávaných dat v hlavní paměti systému pochopitelně již déle nabízejí i další velcí databázoví hráči, jako jsou Oracle a IBM. První jmenovaná v roce 2005 koupila firmu TimesTen a nyní její in-memory řešení nabízí jak samostatně, tak jako součást svých standardních SŘBD. Podobně tento problém vyřešila i IBM, která v roce 2008 koupila firmu SolidDB.
In-memory database nacházejí využití především v odvětví telekomunikací, finančního sektoru a e-commerce, kde se pracuje s velkými objemy dat a jsou kladeny vysoké nároky na rychlost výstupů. (Za zmínku zde ještě stojí fakt, že obecné označení in-memory database lze aplikovat – a také se tak děje – i na systémy, kde je sice celá databáze v paměti, ale jde jen o malý objem dat; z hlediska technických (a finančních) nároků se však pochopitelně jedná o zcela odlišnou technologii.)
Na spojení databází a cloudu se zde podíváme ještě z jiného pohledu – totiž z pohledu uživatele, kterého ani tak nezajímá, jak je problém vyřešen uvnitř, ale jak získá potřebné služby. Společnost Salesforce.com, známá svým cloudovým CRM řešením, začala před necelým rokem nabízet i služby cloudové databáze (nebo, chcete-li, Database-As-A-Service), a to na doméně Database.com. Jde přitom podle jejích představitelů o stejné řešení, jaké je použito pro samotný CRM software Salesforce. Jeho součástí jsou pochopitelně i odpovídající vývojové nástroje.
Database.com slibuje vše, co od cloudového databázového řešení čekáte, a navzdory úvodním pochybnostem komentátorů, kteří vyjadřovali obavy z přílišné časové režie internetu i z bezpečnosti celého řešení, se dnes chlubí více než 87 000 klienty z řad podniků i úřadů. Její nespornou výhodou je cenový model, v jehož rámci je využívání pro až 3 uživatele s databází do 100 000 záznamů a 50 000 transakcí za měsíc zdarma.
O způsobu jejího použití pak více než záplava slov vypovídá následující video, které tento článek uzavírá.
Cloud Computing je dnes v oblasti informačních technologií módním slovem číslo 1 – a navzdory skutečnosti, že na jeho přesném...
