1、第六章分布式数据库概述数据库系统发展集中式系统为什么需要分布式系统分布式数据库体系结构的目标并行与分布式数据库系统分布式数据库的问题分布数据独立与分布透明访问目录数据库系统发展基于数据模型数据结构, 操作层次, 网状, 关系, OO, 时态, 空间, 图, 时空, 文本, 工程, 生物, 地理, 图像数据库等基于运行环境集中式, 分布式, 并行, Cluster, Web, 移动, 嵌入, 数据网格等数据库主动,、实时、Flash数据库等事务处理数据库系统数据库-可以存储长时间的信息集合数据库管理系统-允许用户使用专门的数据定义语言和操作语言, 支持超大数据量数据的长时间存储,并能正确控制多个
2、用户对数据的立即存取的软件用户-包括DBA, 终端用户, 应用程序员等集中式数据库系统软件:应用程序SQL查询处理器事务处理器文件访问PM.简化单个前端接口集中维护锁如果处理器故障,则系统故障.分布式数据系统定义: 物理上分散而逻辑上集中的数据库系统.特点物理分布性数据不在单个Site上, 按全局需求将数据划分成一定的数据子集, 分散存储在各个Site上.逻辑整体性各个Site上的数据子集, 相互间有严密的约束规则加以限定, 逻辑上是一个整体.站点自治性各个Site上的数据(即LDB)是有本地的DBMS管理, 具有自治处理能力.为什么需要分布式数据库举例:某大公司分别在London, New
3、York及北京有分公司.职工数据:EMP(ENO, NAME, TITLE, SALARY, )问题:该职工数据表数据应该如何存储职工数据的访问方式大多数情形, 职工数据被其服务的各分公司管理 E.g. 工资, 福利, 聘用与解聘定期地, 总公司统一地访问职工数据 E.g. 总公司修改影响所有职工的利益计划 E.g. 根据公司的全体净利润, 销售确定年终分红与公司发展计划的等EMPInternetLondonPayroll appLondonNew YorkPayroll appNew YorkBei JingPayroll appBei Jing纽约和北京的应用运行很慢!LondonEmpI
4、nternetLondonPayroll appLondonNew YorkPayroll appNew YorkBei JingPayroll appBei JingBJEmpNYEmp较好!InternetLondonPayroll appAnnual Bonus appLondonNew YorkPayroll appNew YorkBei JingPayroll appBei JingLondonEmpNYEmpBJEmp分布为并行执行提供了可能性InternetLondonPayroll appAnnual Bonus appLondonNew YorkPayroll appNew
5、YorkBei JingPayroll appBei JingLondonEmpNYEmpBJEmp故障, 降低了可用性InternetLondonPayroll appAnnual Bonus appLondonNew YorkPayroll appNew YorkBei JingPayroll appBei JingLon, NYEmpNY, BJEmpBJ, LonEmp复制增加了可用性异构与自治选择新的投资应用RDBMSFiles证卷票据tape按数据模型分类同构型(Homogeneous)各个Site上的DB数据模型相同, 进一步可分为同构同质型和同构异质型异构型(Heterogen
6、eous)各个Site上的DB数据模型不同.DDB分类DDB分类-续按控制类型分类集中型DDB的全局控制信息位于一个中心Sie上分散型每个Site上包含有全局控制信息的一个Copy可变型DDB分成两组, 一组Site包含全局控制信息Copy(主Site), 另一组不含全局Copy(辅Site) 因此, 分布式数据库是要考虑在具有多处理器并可能是自治,异构情况下的数据管理受影响的内容有:数据组织查询处理存取结构并发控制恢复处理分布式数据库体系结构的目标可伸缩性可用性负载平衡易于编程分布式体系结构(1) 共享内存P P P.M分布式体系结构-续(2) 共享磁盘.PMP PM M分布式体系结构-续(
7、3) 不共享PMPMPM.DDB 体系结构四层结构全局外层全局概念层局部概念层局部内层组成CMGDBMSLDBMSLDDLDBGDDGDB网络用户查询查询分析优化算法调度处理模块LDBMSDBCM完整性处理模块可靠性处理模块系统DD数据定位实际的数据需要的数据错误对网络的监视信息数据局部处理命令查询处理模块网络分布策略DDBMS的一般功能结构用户用户处理器1全局数据库控制和通讯系统数据处理器1数据库1用户用户处理器n数据处理器n数据库n用户结果用户命令用户结果用户命令规范化数据规范化命令规范化数据规范化命令规范化数据规范化数据规范化命令规范化命令.DDBMS的参考模型本地DBMS数据库本地DB
8、MS数据库本地DBMS数据库本地模式全局模式全局模式本地模式全局模式本地模式全局模式本地模式用户类1用户类2用户类3用户类4全局模式与本地模式并行与分布式DB系统相似性大于差异性!并行DB高速连接同构软件高性能与透明是其主要目标分布式DB地域分布数据共享是目标(可以运行在异构, 自治环境)操作可能不连惯分布式数据库的问题分布式DB设计决定什么数据存放在何处依赖于主要应用的访问方式两个子问题:分段(Fragmentation): 将表分割成段分配(Allocation): 将段放置到站点分布式数据库的问题分布式查询处理集中式查询计划的目标: 极小化磁盘I/O分布式情形还要考虑:通讯代价并行处理的可能性可能存在的查询计划空间大于集中式查询计划空间!分布式数据库的问题分布式并发控制事务跨越多个站点必须是全局可串两种主要技术: Locking Timestamps分布式死锁管理数据多副本更新时需要保持同步分布式数据库的问题分布式数据库的可用性集中式的故障模型:处理器故障分布式的故障模型:一个或多个处理器故障网络故障网络分割数据必须保持同步
