A crash and resume query mechanism for the nettraveler database middleware system

Abstract

The need of ubiquitous data access is quickly emerging in our everyday life. The devices that we would like to access are usually heterogeneous. These heterogeneous devices may contain their own set of protocols and instructions. Database middleware systems are used in order to mask the heterogeneity of devices. Such devices may be enterprise servers or full fledged machines, with constant power and connectivity to devices with limited connectivity, low power and/or other limitations. Database middleware systems take this heterogeneity into consideration and allow users to access these devices through a common interface. In most database middleware systems its components are assumed to have constant power and or network connectivity. For this reason, crashes of such components are not expected to occur and if they did the query work would need to be restarted. However, when integrating mobile devices such as PDA’s, laptops, cell phones, etc. with database middleware systems, additional procedures or protocols may be required in order to maintain an acceptable query throughput. This thesis work deals with one of these protocols designed in order to aid mobile devices. Specifically with the issue of a crash or disconnection of any of the components involved during query execution, where crashes may occur frequently. We believe that the execution time for queries can be decreased by using a crash and resume mechanism in order to resume query execution from the point the crash occurred. With the creation of this mechanism, the recovery of query work in the case of a crash, network failure or component unavailability is now possible. This mechanism would allow mobile devices with a more robust participation as service providers in a database middleware system. The mechanism was implemented over the NetTraveler database middleware system as part of this thesis work. The implementation was used in order to carry out experiments that would show the benefits and help identify the limitations of this crash and resume mechanism. The experiments showed that as the crash occurs at a later point of query execution the use of the crash and resume mechanism becomes more viable. It also showed that as the size of the query’s result set increases so does the gains obtained if a crash occurred.

En nuestra vida diaria, existe una necesidad imperante y creciente de poder acceder a data desde cualquier lugar en cualquier momento. Sin embargo, dicha data reside en dispositivos en su mayor parte heterogéneos. Dichos dispositivos, presentan su propio conjunto de protocolos e instrucciones. No obstante, la existencia de middlewares para bases de datos proveen mecanismos para abstraer dicha heterogeneidad. Estos dispositivos abarcan desde servidores enterprise o computadores convencionales, con suministro energético y conectividad constante, hasta dispositivos móviles con limitaciones tanto de red como energéticas, u otras. Los sistemas middleware de base de datos toman dicha heterogeneidad en consideración para proveer interfaces a los usuarios por los cuales acceder a la información que reside en los mismos. La mayoría de estos middlewares asumen que los sistemas estarán disponibles constante- mente. Debido a esto, estos sistemas no consideran la posibilidad de de fallas en sus componentes durante su ejecución, en cuyo caso, todo el trabajo que se hubiese realizado hasta el momento debe ser reiniciado en su totalidad. Por otro lado, el integrar dispositivos móviles como PDAs, computadoras portátiles, teléfonos móviles, con sistemas middleware requiere de protocolos y procedimientos adicionales para mantener un nivel aceptable de rendimiento durante las búsquedas. En esta tesis, presentamos un protocolo que ayudará a los dispositivos móviles. El principal énfasis es centrarnos en las fallas o desconexiones que pudieran ocurrir frecuentemente en cualquiera de los dispositivos que participen para la ejecución de una búsqueda. Creemos que el tiempo de ejecución para las búsquedas puede verse minimizado mediante el uso de un mecanismo de recuperación de fallas que permita reiniciar la ejecución desde el momento en que ocurra una falla. La creación de dicho mecanismo, permitirá la recuperación del trabajo realizado durante las búsquedas en caso de ocurrir alguna falla. De esta manera, se permitirá la participación robusta de dispositivos móviles pudiendo así convertirse en proveedores de servicios en sistemas middleware de bases de datos. Como parte del trabajo realizado en esta tesis, se implementó dicho mecanismo sobre el sistema middleware de bases de datos Net Traveler. Dicha implementación sirvió para poder llevar a cabo experimentos para mostrar los beneficios y las limitaciones de este mecanismo de recuperación de búsquedas en caso de fallas. Dichos resultados nos muestran que, a medida que la falla ocurre más tarde en la ejecución de la búsqueda, más viable es el uso de nuestro mecanismo. Adicional a esto podemos observar que mientras aumenta el número de resultados, aumentan también los beneficios obtenidos, al ocurrir una falla.