Projekt Spanner: Google verbindet Datenbank, GPS und Atomuhr

Google arbeitet an einer verteilten Datenbank-Technologie, die auch über große Entfernungen kaum Latenzzeiten aufweist. Für Spanner zieht es neben den berühmtesten Entwicklern auch Atomuhren und GPS-Geräte heran. In einem umfassenden Aufsatz (PDF) ist die Technologie als das „erste System“ beschrieben, „das Daten auf globaler Ebene verteilt und das auch extern konsistente Transaktionen unterstützt.“

Schematische Darstellung der Echtzeitdatenbank-Technologie Spanner (Quelle: Google)

Unter anderem soll Spanner es möglich machen, Daten in weltweit verteilten Google-Datenzentren zu speichern. Anwendungen, die auf diese Daten zurückgreifen, müssen auf diese Weise nicht mit langen Latenzzeiten kämpfen. Dafür hat Google ein globales Replizierungssystem geschaffen.

Eine Beispielanwendung, die diese Technologie nutzt, ist F1, das Backend für Googles Werbeplattformen. Die Anwendung spezifiziert, welche Datenzentren welche Informationen bekommen. Häufig genutzte Informationen werden dann in einem Datenzentrum nahe dem Nutzer gespeichert, um längere Abrufzeiten zu verhindern. In dieser Anwendung lässt sich zudem festlegen, wie viele Redundanzen in einem Google-Datenzentrum vorgehalten werden sollen.

In der Regel, so Google, werde eine Anwendung Daten in bis zu fünf Datenzentren einer Region verteilen, um große Latenzen zu vermeiden. Ein spezielles System legt auch präzise Zeitpunkte fest, in denen Anwendungen Daten fehlerfrei schreiben, lesen oder replizieren können.

Eine TrueTime genannte Programmierschnittstelle setzt allerdings neben GPS auch Atomuhren voraus, die in den Google-Datenzentren installiert werden müssen. Denn nur so lässt sich die exakte Zeit festlegen, in der Daten geschrieben werden, ohne dabei eine globale Synchronisation durchführen zu müssen. Damit kann Google auf ein eigenes Protokoll für die Synchronisierung verzichten.

Die Öffentlichkeit erfuhr zum ersten Mal im Jahr 2009 von Spanner. Jetzt wird es zum Nachfolger von Megastore aufgebaut, auf dem Dienste wie Picasa, Gmail oder Google Calendar basieren. Die neue Version übertrifft die Leistungs des Vorgängers bei weitem, wie Google mitteilt. Derzeit allerdings liegt Spanners Stärke im Lesen und weniger im Schreiben. Daher sind auch Anwendungen, die wenig Daten schreiben, vorerst besser geeignet. Etwa Web-Anwendungen, die hauptsächlich lesen, zählen dazu, und eben auch die F1-Plattform. Weitere Anwendungen sollen folgen.

Neben den Schreib-Schwierigkeiten ist es auch der hohe Aufwand, eine Atom-Uhr und ein GPS-System mit dem Rechenzentrum zu verbinden, die einer hohen Verbreitung der neuen Technologie entgegenstehen. Dennoch hofft Google, dass sich um das Thema Echtzeitdatenbank herum eine lebendige Community entwickelt.

[mit Material von Jack Clark, ZDNet.com]