Informazioni sulla replica di Galera
La replica di Galera avviene al momento del commit delle transazioni, diffondendo all'intero cluster l'insieme delle modifiche, perché queste vengano applicate. Il client si connette direttamente al DBMS. L'API wsrep (write set replication API) definisce l'interfaccia tra Galera e il DBMS.
Replica sincrona o asincrona
La differenza basilare tra la replica sincrona e quella asincrona è che quella "sincrona" garantisce che se avvengono modifiche in uno dei nodi del cluster, essi avvengono anche negli altri nodi in modo "sincrono", cioè nello stesso momento. La replica "asincrona" non dà garanzie riguardo al ritardo tra l'applicazione dei cambiamenti sul nodo "master" e la loro propagazione agli "slave". Questo ritardo può essere breve o lungo - è una questione di fortuna. Ciò implica anche che se il master va in crash, alcune delle ultime modifiche potrebbero andare perse.
Teoreticamente, la replica sincrona ha un certo numero di vantaggi su quella asincrona:
- ha sempre un'elevata disponibilità (non c'è perdita di dati quando uno dei nodi va in crash e le repliche dei dati sono sempre coerenti)
- le transazioni possono essere eseguiti su tutti i nodi in parallelo
- garantisce la causalità sull'intero cluster (un SELECT S eseguito dopo la transazione T vedrà sempre gli effetti della transazione anche se viene eseguito su un nodo differente)
Tuttavia in pratica i database sincroni tradizionalmente sono sempre stati implementati tramite il cosiddetto "commit a 2 fasi", o locking distribuito, che si è dimostrato molto lento. Le basse prestazioni e la complessità dell'implementazione della replica sincrona hanno portato a una situazione in cui la replica asincrona rimane dominante, ai fini della scalabilità e dell'alta disponibilità. I database open source largamente utilizzati come MySQL e PostgreSQL offrono solo soluzioni di replica asincrona.
Metodo di replica basato sulla certificazione
Un approccio alternativo alla replica sincrona dei database utilizzando la Comunicazione in Gruppo e le tecniche di ordinamento delle transazioni, è stato suggerito da un certo numero di ricercatori (per esempio si veda Database State Machine Approach e Don't Be Lazy, Be Consistent), e i prototipi delle implementazioni sembrano contenere molte promesse. Abbiamo combinato la nostra esperienza nella replica sincrona dei database con le ultime ricerche nel campo, per creare il Galera Replication Toolkit.
La replica Galera è altamente trasparente e scalabile, una soluzione di replica sincrona per ottenere l'alta disponibilità e performance migliori. I cluster basati su Galera sono:
- Altamente disponibili
- Altamente trasparenti
- Altamente scalabili (vicini alla scalabilità lineare, che può essere raggiunta da alcune applicazioni)
Libreria generica per la replica
La funzionalità di replica di Galera è implementata come libreria condivisa e può essere linkata con qualsiasi sistema di elaborazione delle transazioni che implementa gli hook dell'API wsrep.
La libreria per la replica di Galera è uno stack di protocolli che fornisce le funzionalità per preparare, replicare e applicare gli insiemi di modifiche relativi alle transazioni. Essa è formara da:
- API wsrep specifica l'interfaccia — responsabilità del DBMS e del provider di replica
- hook di wsrep è l'integrazione con wsrep nel motore del DBMS.
- provider Galera implementa l'API wsrep per la libreria Galera
- livello di certificazione si occupa di preparare gli insiemi delle modifiche e di effettuare la certificazione
- replica gestisce il protocollo della replica e l'ordinamento complessivo
- il framework GCS fornisce un'architettua a plugin per i sistemi di comunicazione di gruppo
- molte implementazioni gcs possono essere adattate, abbiamo sperimentato diffusamente le nostre soluzioni fatte in casa: vsbes e gemini
