[論文レビュー] Object Serialization and Deserialization Using XML

Goff, J. -M. Le, Heinz Stockinger+6 more|ArXiv.org|May 23, 2001

Advanced Data Storage Technologies参考文献 7被引用数 9

ひとこと要約

この論文は、異種のコンピューティング環境下で分散型オブジェクト指向データベース間で複雑で多様なオブジェクトをシリアル化およびデシリアライズするためのXMLベースの手法を提案している。XMLのプラットフォームおよびデータベースに依存しない構造を活用することで、CERNのCMSシステムと世界的なデータセンター間でシームレスなデータ交換と移行が可能となり、ベンダーロックインを回避した堅牢で相互運用性のあるデータレプリケーションを実現した。

ABSTRACT

Interoperability of potentially heterogeneous databases has been an ongoing research issue for a number of years in the database community. With the trend towards globalization of data location and data access and the consequent requirement for the coexistence of new data stores with legacy systems, the cooperation and data interchange between data repositories has become increasingly important. The emergence of the eXtensible Markup Language (XML) as a database independent representation for data offers a suitable mechanism for transporting data between repositories. This paper describes a research activity within a group at CERN (called CMS) towards identifying and implementing database serialization and deserialization methods that can be used to replicate or migrate objects across the network between CERN and worldwide centres using XML to serialize the contents of multiple objects resident in object-oriented databases.

研究の動機と目的

• グローバルに分散されたコンピューティング環境下における異種データベース間の相互運用性の課題に対処すること。
• ベンダースペシフィックな依存関係を回避して、CERNのCMSシステムと国際的なデータセンター間でのデータ移行およびレプリケーションを可能にすること。
• オブジェクト指向データベースから複雑でネストされたオブジェクトを標準フォーマットにシリアル化するためのポータブルでプラットフォームに依存しない手法を開発すること。
• 異なるデータベースシステム間でのネットワーク伝送および再構築中に、データの整合性と一貫性を保証すること。
• 共通の、人間および機械が読み取り可能なデータフォーマットを用いて、レガシーシステムとモダンなデータストアを統合するスケーラブルなソリューションを提供すること。

提案手法

• 標準化されたマッピングスキーマを用いて、オブジェクト指向データベースからの複雑でネストされたオブジェクトを階層的XML構造として表現すること。
• オブジェクトグラフを再帰的に走査し、各オブジェクトの状態を型と識別子の属性を含むXML要素にエンコードするシリアル化プロセスを定義すること。
• XML名前空間とスキーマ定義を用いて、送信中の型情報の保持とデータの妥当性を保証すること。
• リフレクションまたはランタイム型解決を用いて、XMLストリームから元のオブジェクト階層を再構築するデシリアライズエンジンを実装すること。
• XMLを中間形式として単一に使用することで、プラットフォームおよびデータベースに依存しない相互運用性を実現すること。
• 高エネルギー物理学の文脈における実世界の検証を目的として、CMS（コンパクト・ミュオン・ソレノイド）実験フレームワーク内にこの手法を統合すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 多様なオブジェクト指向データベースから得られる複雑で多様なオブジェクト構造を、一貫性を持ってポータブルフォーマットにシリアル化する方法は何か？
• RQ2 XMLは、異種のデータベースシステムおよびプラットフォーム間で、普遍的かつ相互運用性のあるデータ交換媒体としてどの程度有効に機能するか？
• RQ3 複雑なオブジェクトグラフのシリアル化およびデシリアライズの過程で、型セーフティおよびデータ整合性を保証するメカニズムは何か？
• RQ4 分散型で高スルーレートなコンピューティング環境下で、XMLを用いた大規模なオブジェクトシリアル化および移行はどの程度効率的に実行できるか？
• RQ5 XMLベースのシリアル化は、意味の損失なしに、レガシーシステムと現代の分散型データセンター間でのデータレプリケーションをサポートできるか？

主な発見

• XMLベースのシリアル化手法は、CERNのCMSシステムとリモートデータセンター間でのデータ交換を成功裏に実現し、プラットフォームおよびデータベースに跨る相互運用性を示した。
• 送信中にXML名前空間とスキーマ定義を活用することで、複雑なオブジェクトの関係性と型情報が保持された。
• 異なるプログラミング言語およびデータベースシステム間でも、デシリアライズの過程でオブジェクト階層の信頼性ある再構築が達成された。
• CMSコンピューティングフレームワーク内でのスケーラビリティと保守性が実証され、大規模な科学的データ管理のニーズに対応した。
• XMLを中間フォーマットとして使用することで、ベンダースペシフィックなデータフォーマットが排除され、システム間の結合が軽減され、長期的なデータポータビリティが向上した。
• 実世界の高エネルギー物理学の文脈での実装が検証され、大規模で分散型のデータレプリケーションに実用的であることが確認された。