Middleware de acesso coerente a serviços de bases de dados na nuvem

Abstract

O aumento da quantidade de dados a processar, em diversos domínios, levou à necessidade de escalar os sistemas de armazenamento. Além dos sistemas de bases de dados tradicionais, que têm suporte a transações com propriedades ACID (Atomicidade, Coerência, Isolamento, Durabilidade), surgiram sistemas com base em outros paradigmas, que oferecem operações mais simples, baseadas no modelo chave-valor. Nestes sistemas, abdicou-se do suporte a transações com propriedades ACID para atingir a escalabilidade necessária. Por outro lado, apareceram os serviços de armazenamento na nuvem, seguindo o modelo chave-valor, em que o tarifário de utilização é baseado no número de operações aprovisionadas e o nível de coerência a que estas são executadas. No entanto, continuam a haver aplicações que necessitam de aceder a dados com garantias de coerência. Para tal, surgiram camadas transacionais de interface com sistemas de armazenamento chave-valor que medeiam todos os acessos das aplicações ao serviço de armazenamento. Esta dissertação analisa os compromissos dos modelos de coerência, oferecidos por serviços de armazenamento na nuvem, e propõe uma arquitetura que tira partido da mediação dos acessos à nuvem para otimizar o custo e o desempenho. Esta proposta é avaliada com um modelo de simulação, que permite demonstrar a sua validade.

The increasing amount of data to process, in several domains, led to the need to scale storage systems. In addition to traditional database systems, that support ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) transactions, systems based on other paradigms emerged, which have simpler operations, based on the key-value model. In these systems, support for ACID transactions was dropped in favor of scalability. On the other hand, there are cloud storage services offering the key-value model in which the billing plan is based on the number of operations provisioned and the consistency level at which these are executed. However, some applications still require data access with consistency guarantees. For this purpose, transactional layers that interface with key-value storage systems by intercepting all applications requests have emerged. This dissertation contributes an analysis of trafe-offs in consistency models offered by cloud storage services and proposes an architecture which takes advantage of intercepting accesses to the cloud service to optimize performance and cost. This proposal is evaluated with a simulation model, that shows its validity.