Як уже зазначалося, тиражування даних дає змогу максимально наблизити дані й обчислювальні ресурси до їх користувачів. За рахунок цього можна зменшити час реакції обчислювальної системи на запит користувачів, а деякі елементи зробити цілком автономними. Однак у розподіленій обчислювальній системі часто виникає проблема узгодженості даних, які зберігаються на різних комп’ютерах і в різних базах даних. Для розв’язання цієї проблеми в кожному конкретному випадку використовують відповідні моделі тиражування даних, які інтегровані в сучасні СУБД.
Використання тієї чи іншої моделі на практиці залежить від завдань, які вирішуються в інформаційній системі. Наприклад, до механізму тиражування даних у системі замовлення і продажу залізничних квитків будуть висунуті зовсім інші вимоги, ніж до аналогічних механізмів у системі управління торговельною мережею супермаркету. Під час продажу залізничних квитків, після бронювання чи продажу хоча б одного квитка система має якнайшвидше поширити цю інформацію на всі свої вузли для уникнення дублювання продажу. А це означає, що головною вимогою до такої системи є цілісність і несуперечливість даних. Програмне забезпечення для торговельних офісів супермаркету має дозволяти деякий час працювати автономно, а потім синхронізувати свої дані з центральною базою даних супермаркету. У цьому разі можливість автономної роботи важливіша за несуперечність даних, що забезпечує асинхронне тиражування. У разі продажу залізничних квитків доцільне синхронне тиражування.
Отже, механізм тиражування має забезпечити або цілісність даних у різних частинах розподіленої системи, або автономну роботу їх. Цілісність даних і незалежність від центральної СУБД — дві основні характеристики їх тиражування.
Розглянемо основні моделі тиражування даних, з-поміж яких найпоширеніші такі: миттєві копії, змінні миттєві копії, модель з рівноправними вузлами та гібридна конфігурація.
Миттєві копії. Це найпростіша модель тиражування даних, за якої таблиці оновлюються в базі даних основного вузла, а в інші бази даних тиражуються копії даних, досяжні лише для читання. Усі операції зміни даних виконуються суто через центральний вузол. Тиражування можна викласти за такою схемою: «центральна БД ? дистриб’ютор ? клієнт». Центральна база даних зберігає основний варіант даних з тієї чи іншої предметної галузі. Функції дистриб’ютора виконує сервер, який стежить за змінами даних, які відбуваються в центральній БД, і розповсюджує їх між клієнтами. Отже, кожному елементу системи достатньо мати зв’язок лише із сервером-дистриб’ютором, а не з усіма іншими фрагментами. При цьому зауважимо, що за невеликих обсягів інформації функції центральної БД і дистриб’ютора може виконувати один комп’ютер.
Характеристики тиражування змінюються залежно від організації зв’язку між центральною БД і дистриб’ютором, а також між дистриб’ютором і клієнтом. Ця схема не працює лише в разі розподілених транзакцій, коли будь-яка база даних системи, перш ніж підтвердити зміну даних, має отримати дозвіл від усіх інших серверів системи.
Механізм тиражування миттєвих копій виглядає так. Дистриб’ютор запитує у сервера центральної БД миттєвий знімок даних, і коли отримує, розповсюджує його між клієнтами. У цьому варіанті тиражування окрім розповсюдження за запитом можна використати схему примусового розсилання тиражу. При цьому розповсюдження даних ініціює не клієнт, а дистриб’ютор.
Ця модель розподілу даних достатньо проста і не потребує вирішення конфліктів. Вона може успішно використовуватися і для розповсюдження даних, які змінюються нечасто, наприклад цін на товари, технологічних норм витрат ресурсів на виготовлення виробів, під час підготовки й розповсюдження звітів тощо. Наприклад, кілька підрозділів підприємства збирають відповідні відомості про свою діяльність і передають їх до центрального офісу; потім ця інформація централізовано обробляється і повертається в підрозділи у вигляді звітів. На
етапі збирання даних підрозділи (клієнти) виступають у ролі видавця своєї частини даних, і для центрального офісу вони досяжні лише для читання. Після того, як звіт підготовлено, його видавцем є центральний офіс, а для підрозділів він доступний лише для читання.
Змінні миттєві копії. Це модель тиражування, яка дає змогу оновлювати не лише таблицю, що тиражується, а й її миттєві копії. Клієнт (філія) має можливість змінити деякі дані в основній базі за попередньою узгодженістю з центральним офісом. Техніка виконання тиражування має такий вигляд: у старшій базі створюється тригер, що заносить всі зміни в тиражовані дані (тиражовані таблиці) у спеціальну журнальну таблицю, а в молодшій базі періодично запускається вбудована процедура, яка звертається за даними до старшої бази і вносить необхідні зміни в репліку (snapshot), тобто таблицю, що виконує зміни даних в інших таблицях (можливо, і в базах).
Модель тиражування з рівноправними вузлами. Ця модель забезпечує взаємне тиражування таблиць між вузлами розподіленої бази даних. У реалізації цієї моделі беруть участь кілька рівноправних серверів баз даних, тому схема «центральна БД — дистриб’ютор — клієнт» у цьому разі не підходить. Для підтвердження кожної транзакції всі команди поширюються на всі сервери, від яких мають надійти підтвердження про можливість проведення певної трансакції. У разі, коли бодай одна база недосяжна, вся система перестає працювати, бо не може ані підтвердити, ані спростувати транзакцію. З огляду на те, що всі сервери рівноправні, транзакції можна проводити через будь-який сервер СУБД, а в процесі підтвердження вони стають досяжними для всіх інших серверів.
Основною вадою моделі тиражування з рівноправними вузлами є те, що вона потребує постійного зв’язку між серверами системи. Це вимагає висування жорстких вимог не лише до каналів зв’язку, а й до самих серверів. Позитивним є те, що така система забезпечує максимальну цілісність даних і узгоджене оперативне оновлення їх. Використовувати її доцільно в тих випадках, коли робота всієї обчислювальної системи неможлива без максимально оперативного розповсюдження інформації. Такі вимоги характерні для геоінформційних, методологічних, корпоративних інформаційних систем тощо, де дані, на підставі яких виконуються обчислення, розподілені на значній території на багатьох комп’ютерах і базах даних.
Гібридні конфігурації. Модель гібридної конфігурації будується на базі перелічених вище моделей і забезпечує одночасне використання миттєвих копій і рівноправних вузлів. Така модель вдало компенсує вади однієї моделі перевагами іншої та загалом має оптимальну конфігурацію.
