Mongochain : um framework para implementação de sistemas transacionais

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Main Author: SOUSA, Carlos Manoel Vasconcelos
Publication Date: 2020
Format: Master thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UFPE
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Summary: Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD) relacionais têm como característica fornecer consistência forte aos dados por meio de transações que mantêm as propriedades de Atomicidade, Consistência, Isolamento e Durabilidade (ACID). Porém, não são triviais quando executados em sistemas distribuídos compostos por clusters, nos quais pode-se obter escalabilidade horizontal com a adição de mais nodes. Logo, os SGBD Não Apenas SQL (NoSQL) de agregados são usados pelos desenvolvedores para fornecer dados com maior disponibilidade. Todavia, a consistência é sacrificada ao adotar os conceitos Basicamente Disponível, Estado Leve e Consistência Eventual (BASE). Ademais, a blockchain é uma tecnologia que pode substituir o uso de ACID e BASE ao realizar transações seguras e transparentes em uma rede distribuída e descentralizada. Encontram-se no estado da arte, soluções que integram tecnologias divergentes para contemplar requisitos transacionais em diferentes domínios. Porém, não há um ambiente programável que auxilie os desenvolvedores a implementar e gerenciar sistemas transacionais com ACID, BASE e blockchain. Sendo assim, este trabalho apresenta o MongoChain, um framework proveniente da integração entre o SGBD NoSQL de agregados MongoDB com uma rede blockchain. Foi realizado um experimento para mostrar a capacidade do MongoChain em garantir a consistência dos dados ao executar transações ACID em múltiplos documentos do MongoDB e gerenciar uma rede blockchain. Além disso, para validar a capacidade de extensão do MongoChain, foram construídos dois frameworks especialistas que auxiliaram no desenvolvimento das seguintes aplicações: agendamentos em clínicas médicas e marketplace de produtos automotivos. Os resultados mostram que o MongoChain fornece os mecanismos necessários para provê dados consistentes, escaláveis, disponíveis, seguros e transparentes.
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Todavia, a consistência é sacrificada ao adotar os conceitos Basicamente Disponível, Estado Leve e Consistência Eventual (BASE). Ademais, a blockchain é uma tecnologia que pode substituir o uso de ACID e BASE ao realizar transações seguras e transparentes em uma rede distribuída e descentralizada. Encontram-se no estado da arte, soluções que integram tecnologias divergentes para contemplar requisitos transacionais em diferentes domínios. Porém, não há um ambiente programável que auxilie os desenvolvedores a implementar e gerenciar sistemas transacionais com ACID, BASE e blockchain. Sendo assim, este trabalho apresenta o MongoChain, um framework proveniente da integração entre o SGBD NoSQL de agregados MongoDB com uma rede blockchain. Foi realizado um experimento para mostrar a capacidade do MongoChain em garantir a consistência dos dados ao executar transações ACID em múltiplos documentos do MongoDB e gerenciar uma rede blockchain. Além disso, para validar a capacidade de extensão do MongoChain, foram construídos dois frameworks especialistas que auxiliaram no desenvolvimento das seguintes aplicações: agendamentos em clínicas médicas e marketplace de produtos automotivos. Os resultados mostram que o MongoChain fornece os mecanismos necessários para provê dados consistentes, escaláveis, disponíveis, seguros e transparentes.CAPESRelational Database Management Systems (DBMS) have the characteristic of providing strong consistency to data through transactions that maintain the properties of Atomicity, Consistency, Isolation and Durability (ACID). However, they are not trivial when executed in distributed systems composed of clusters, in which it is possible to obtain horizontal scalability with the addition of more nodes. Therefore, aggregate Not Only SQL (NoSQL) DBMS are used by developers to provide data with greater availability. However, consistency is sacrificed when adopting the concepts Basically Available, Soft-State and Eventually Consistent (BASE). In addition, a blockchain is a technology that can replace the use of ACID and BASE when carrying out security and transparent transactions on a distributed and decentralized network. State-of-the-art solutions are found that integrate divergent technologies to address transactional requirements in different domains. However, there is no programmable environment that helps developers to implement and manage transactional systems with ACID, BASE and blockchain. Therefore, this work presents MongoChain, a framework derived from integrating between NoSQL DBMS of MongoDB aggregates with a blockchain network. An experiment was conducted to show MongoChain's ability to ensure data consistency when executing ACID transactions across multiple MongoDB documents and managing a blockchain network. In addition, to validate MongoChain's extensibility, two specialized frameworks were built to assist in the development of the following applications: appointments in medical clinics and the automotive products marketplace. The results show that MongoChain offers the means to provide consistent, scalable, available, secure and transparent data.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Ciencia da ComputacaoUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessBanco de DadosACIDNoSQLMongoDBMongochain : um framework para implementação de sistemas transacionaisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Carlos Manoel Vasconcelos Sousa.pdfDISSERTAÇÃO Carlos Manoel Vasconcelos Sousa.pdfapplication/pdf1977628https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/40807/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Carlos%20Manoel%20Vasconcelos%20Sousa.pdf68c171f9b701efd3f1343199ef08d85cMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/40807/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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