Design und Implementierung eines zuverlässigen und verfügbaren (NoSQL) Datenbanksystems

Abstract

Die Verwendung von Datenbanksystemen für die Datenhaltung in Anwendungen ist populär, da der Implementierungsaufwand für die Manipulation und Speicherung zu persistierender Daten hinfällig wird. Die Wahl des Datenbanksystems ist im Hinblick auf Anforderungen an die Anwendung und zukünftige Veränderungen wie Wachstum für einen erfolgreichen Betrieb entscheidend. Datenbanksysteme setzen unterschiedliche Schwerpunkte im Bereich der Fehlertoleranz, der Skalierbarkeit oder der Konsistenz, werden jedoch in vorhandener Literatur überwiegend anhand des Speichertyps wie relational oder Dokumenten-orientiert kategorisiert. Eine Einteilung in Klassen von Datenbanksystemen gemäß verwendeter Konzepte der Fehlertoleranz wie Replizierung, Skalierung, Konsistenz, Konfliktmanagement und Dauerhaftigkeit bietet eine alternative Sichtweise auf Datenbanksysteme, die eine Auswahl des Datenbanksystems für eine Anwendung auf ihre Anforderungen hin erleichtert. Die Ausarbeitung definiert hierfür aus einer neuen Perspektive fünf Gruppen von Datenbanksystemen. Die Ausarbeitung beschreibt neben der Definition der Konzepte und einer Analyse elf verbreiteter Datenbanksysteme ein Design eines fehlertoleranten Datenbanksystems. Das Design wird auf Basis des Virtual Nodes Frameworks, welches für verteilte fehlertolerante Anwendungungen verwendet werden kann, implementiert. Die Implementierung setzt dabei auf Virtual Nodes auf und modifiziert Komponenten des Frameworks, um Partitionierung des globalen Anwendungszustands und dadurch partielle Replikation zu ermöglichen