Architekturunabhängige Transaktions-Recovery für hohe Verfügbarkeit und Leistung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Theo Härder
• Fachliche Zuordnung: Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 281990331

Many-Core-Architekturen und nicht-flüchtiger Speicher (NVM) erfordern ein Überdenken der vorherrschenden Techniken für die Transaktions-Recovery. Neuere Ansätze für moderne Hardware-Plattformen sind oft komplexer als und nicht kompatibel mit den klassischen plattenbasierten Methoden. Beispielsweise unterstützen NVM-zentrierte Ansätze gewöhnlich nicht Geräte-Recovery. Andere Ansätze benötigen Spezial-Hardware wie zugeschnittene E/A-Controller oder spezielle CPU-Instruktionen. In diesem Projekt wollen wir die klassischen Prinzipien der Transaktions-Recovery überdenken und durch sorgfältige Anpassung von fundamentalen Annahmen einfache Algorithmen entwickeln, die in traditionellen und modernen Architekturen eingesetzt werden können.Unser Ansatz beruht auf zwei Familien von Algorithmen: Instant recovery und Redo-only Recovery.Die erste Familie wurde in einem Projekt mit HP Labs initiiert und wird zur Zeit in Zusammenarbeit mit unserer Forschungsgruppe vorangetrieben. Instant Recovery zielt darauf ab, die MTTR bei Datenbanksystemen drastisch zu reduzieren, wobei eine inkrementelle, bedarfsgetriebene Recovery von Datenseiten parallel zur Abwicklung von Transaktionen durchgeführt wird. In unserem Projekt wollen wir diese Arbeit durch die Realisierung von Instant Restore fortsetzen, wobei die Konzepte für Instant Recovery bei Gerätefehlern angewendet werden. Die zweite Familie von Algorithmen wurde in ihren Grundzügen von unserer Forschungsgruppe entwickelt; sie soll im Kontext dieses Projektes verfeinert, implementiert und evaluiert werden. Als Zielvorstellung sollen neue Strategien für Commit-Verarbeitung und Schreibverfahren für DB-Änderungen entwickelt werden, die Redo-only-Algorithmen ermöglichen sollen, welche bei verteiltem Logging und nicht-flüchtigen Speichern eingesetzt werden können, so dass sich das volle Potenzial moderner Hardware-Architekturen ausschöpfen lässt. Schließlich sollen beide Familien von Algorithmen in einem System integriert eingesetzt werden, um eine effiziente, robuste, hoch-verfügbare und Hardware-transparente Transaktionsverarbeitung zu realisieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Professor Dr. Goetz Graefe