分布式數據庫系統構造技術(shù)的分析的論文

　　摘 要：本文從現代數據庫發(fā)展情況分析出發(fā)，闡述了分布式數據庫的原理和體系結構，重點(diǎn)以SQL分布數據庫工具為例從分布式數據庫事務(wù)管理和并發(fā)控制、分布式數據庫備份與恢復以及分布式數據庫數據復制三個(gè)方面探討分析了分布數據庫系統構造的關(guān)鍵技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞：分布式；事物管理；數據復制

　　1.引言

　　隨著(zhù)目前網(wǎng)絡(luò )數據庫迅猛發(fā)展的形勢，數據庫的發(fā)展也和網(wǎng)絡(luò )緊密結合起來(lái)了，應用最為廣泛的是分布式大型數據庫系統技術(shù)，這種分布式的數據庫模型適合應用在目前的各個(gè)大型的工程軟件中。分布式的數據庫模型通過(guò)數據共享技術(shù)和分散事物處理技術(shù)將不同地方的數據庫整合成為一個(gè)整體綜合性數據庫體系。因為，分布式數據庫是一個(gè)體系結構，不僅僅是把多個(gè)單獨的數據庫組合，而是借助合適的系統構搭建一個(gè)邏輯上為一體協(xié)調一致的網(wǎng)絡(luò )數據庫，目前應用最為廣泛的是用瀏覽器／服務(wù)器(B／S)系統架構來(lái)搭建分布數據庫系統。

　　2.分布式數據庫系統概述

　　分布式數據庫經(jīng)過(guò)設計上的統一后，把分散在網(wǎng)絡(luò )中各個(gè)數據庫在邏輯上連成一個(gè)整體，這種連成一體的數據庫每個(gè)節點(diǎn)都具有單獨數據處理能力，他執行局部的數據運算。并且，這些數據庫運算的同時(shí)，被數據庫體系整體配置，共同完成全局方面的運算。分布式數據庫系統特點(diǎn)是分布性、邏輯協(xié)調性以及網(wǎng)絡(luò )統一性。因此，從系統的整體性能來(lái)說(shuō)，分布式數據庫系統可以看做是體系中網(wǎng)絡(luò )和數據庫系統的應用的結合體。

　　目前，用于搭建分布式數據庫系統的體系構架最為常用的是瀏覽器／服務(wù)器(B／S)系統架構。B／S模式主要由瀏覽器、Web服務(wù)器、數據庫服務(wù)器三個(gè)層次組成，其本質(zhì)上是一種特殊的客戶(hù)／服務(wù)器結構，只不過(guò)它的客戶(hù)端簡(jiǎn)化為單一HTML語(yǔ)言的客戶(hù)軟件，因而簡(jiǎn)化了客戶(hù)端系統的管理和使用，可以使管理和維護集中在服務(wù)器端。在這種模式下，客戶(hù)端使用一個(gè)通用的瀏覽器，代替形形色色的各種應用軟件，用戶(hù)的所有操作都是通過(guò)瀏覽器進(jìn)行的。在B／S體系結構之中，納入組件模型和分布式組件模型，把中間層劃分為許多服務(wù)程序，將每個(gè)服務(wù)程序都視為獨立的層，這樣就形成了N層體系結構和Web分布式計算的概念。典型的N層結構就是基于Web的B／S結構。

　　3.分布式數據庫系統構建重點(diǎn)技術(shù)

　�。�1）分布式數據庫事務(wù)管理和并發(fā)控制

　　分布式數據庫系統中的事務(wù)并發(fā)控制及系統資源的有效利用主要靠事物管理來(lái)完成，分布式事務(wù)管理程序能夠保證多個(gè)事物并發(fā)協(xié)調準確地執行。分布數據庫中的事物控制著(zhù)系統對各種數據項的訪(fǎng)問(wèn)，一個(gè)事務(wù)通過(guò)分解成成多個(gè)子事務(wù)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)多個(gè)站點(diǎn)的數據，每個(gè)子事務(wù)負責對一個(gè)數據存儲站點(diǎn)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。而分布式的各個(gè)站點(diǎn)的事物通常并發(fā)運行的。各局部站點(diǎn)上的事務(wù)以集中式數據庫系統的可串行化理論為基礎實(shí)現并發(fā)控制，即得到各站點(diǎn)上事務(wù)執行的局部順序。在此基礎上，只需從全局系統的角度出發(fā)，得到各個(gè)站點(diǎn)上事務(wù)執行的全局的順序。由于分布式系統中不存在一個(gè)全局的時(shí)鐘概念，因此一般以事件的時(shí)戳來(lái)表示事件的發(fā)生順序，再構造出系統的全局邏輯時(shí)問(wèn)順序，以確定事務(wù)的唯一順序�；�本的并發(fā)控制的方法是封鎖方法。封鎖方法的基本思想是要求事務(wù)在對一數據項進(jìn)行操作之前必須首先申請對該數據項的封鎖(Clock)，獲準后方能進(jìn)行操作。如果該數據項己被其它事務(wù)封鎖且操作方式?jīng)_突，那么該事務(wù)處于等待狀態(tài)，直到該數據對象被釋放為止。在封鎖機制中定義了兩種方式：共享鎖方式與互斥鎖方式。分別對應于用戶(hù)對數據項的讀操作與寫(xiě)操作。以目前最為常用的SQL數據庫管理工具為例，它使用鎖對象來(lái)防止多用戶(hù)在同一時(shí)間內對某一數據庫進(jìn)行修改，并能防止一名用戶(hù)檢索正在被另一名用戶(hù)修改的數據，鎖定有助于確保事務(wù)和數據保持邏輯上的一致。SQL Server的鎖管理能自動(dòng)獲得和釋放鎖。

　�。�2）分布式數據庫備份與恢復

　　數據備份與恢復是實(shí)現信息安全運行的重要技術(shù)之一，能保證信息系統因各種原因遭到破壞時(shí)，能盡快投入使用。常用的分布式數據庫SQL Server備份數據庫有幾種方法：完全備份、差異備份、事務(wù)日志備份、文件組和數據文件備份。完全備份包括備份數據庫中的所有數據、文件組或數據文件。差異備份只備份上次備份后進(jìn)行修改的數據。事務(wù)日志備份用于備份和刪除事務(wù)日志(事務(wù)曰志數據與數據庫備份協(xié)同工作)。文件組和數據文件備份用于數據庫中備份特定文件組或數據文件。SQL Server可以使用EnterpriseManager或T-SQL命令等備份。在實(shí)際的分布式數據庫系統中，可以采用手動(dòng)備份和自動(dòng)備份，一般采用手動(dòng)備份和自動(dòng)備份相結合的辦法。在備份中，分熱備份和冷備份。當數據庫在使用時(shí)，對數據庫備份成為熱備份；當數據庫完全關(guān)閉后備份成為冷備份。SQL Server數據庫恢復分從完全備份中恢復、從差異備份中恢復及從事務(wù)日志備份中恢復。從完全備份中恢復過(guò)程很簡(jiǎn)單，只須用SQL Server EnterpriseManager或T-SQL就可以恢復備份文件。從差異備份中恢復，先從完全備份中還原，再還原自上次完全備份后創(chuàng )建的差異備份。從事務(wù)日志中恢復，要經(jīng)過(guò)以下步驟：

　�、偈褂肗O TRUNCATE選項備份當前活動(dòng)的事務(wù)日志。

　�、谶�原最新完全備份。

　�、圻�原所有差異備份以將數據庫返回到執行最近一次備份操作時(shí)的狀態(tài)。

　�、苓�原上次差異備份后創(chuàng )建的所有事務(wù)日志備份，以重新顯示上次備份后發(fā)生的所有事務(wù)。

　�、葸�原在第1步中創(chuàng )建的事務(wù)日志備份，以將數據庫返回到故障前的狀態(tài)。

　�。�3）分布式數據庫數據復制

　　數據復制是指在由兩個(gè)或者多個(gè)數據庫系統構成的一個(gè)分布式數據庫環(huán)境中拷貝數據的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程中，將分布式數據庫中某個(gè)結點(diǎn)的數據拷貝到不同物理地點(diǎn)的數據庫中，以支持分布式應用，它是整個(gè)分布式計算解決方案的一個(gè)重要組成部分。當然，在實(shí)際應用中，由于各個(gè)數據庫副本可能對相同的數據對象進(jìn)行操作，當進(jìn)行數據同步時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生沖突，主要有更新沖突、唯一性沖突、刪除沖突等等。這些沖突會(huì )嚴重影響數據庫數據的完整性。所以在復制過(guò)程中必須盡量防止數據沖突的產(chǎn)生，一旦發(fā)生沖突，就必須有預先設置好的沖突解決方法。分布式數據庫工具SQL Server能在不同節點(diǎn)間復制數據并自動(dòng)同步這些節點(diǎn)的數據，用戶(hù)可以在同一服務(wù)的不同數據庫或不同的遠程連接服務(wù)器之間復制數據。在分布式數據庫應用環(huán)境中，不同的應用領(lǐng)域對數據復制的要求各異，不可能有一種復制方法能夠適合所有領(lǐng)域中的應用需要。為此，SOL Server提供了以下三種復制類(lèi)型來(lái)滿(mǎn)足不同環(huán)境中的應用需要：

　�、倏煺諒椭疲嚎煺諒椭剖荢QL Server中最簡(jiǎn)單的一種復制方式，它拷貝數據庫中出版物在某一時(shí)刻的結構和數據狀態(tài)，即建立出版物快照，之后通過(guò)復制代理將出版物快照復制給訂閱服務(wù)器�？煺諒椭撇僮饔煽煺沾�理和分發(fā)代理實(shí)現�？煺沾�理將出版物中各條目(表)的結構和數據拷貝到分發(fā)服務(wù)器的快照文件(但不是分發(fā)數據庫)中，并在分發(fā)服務(wù)器的分發(fā)數據庫中記錄復制同步操作。分發(fā)服務(wù)器再根據分發(fā)數據庫中的同步記錄將快照文件傳遞到訂閱服務(wù)器的目的數據庫中。

　�、谑聞�(wù)復制：采用事務(wù)復制方式時(shí)，當訂閱服務(wù)器對出版服務(wù)器中的出版物做到初始同步后，SQL Server監視INSERT、UPDATE、DELETE等數據修改語(yǔ)句的執行，并對影響出版物的事務(wù)進(jìn)行標識。事務(wù)日志閱讀代理從事務(wù)日志中捕獲出版條目中數據的變化，并將引起這些變化的事務(wù)拷貝到分發(fā)服務(wù)器的分發(fā)數據庫中。之后，由分發(fā)服務(wù)器將這些事務(wù)傳遞給訂閱服務(wù)器，并在訂閱服務(wù)器上順序執行這些事務(wù)，對復制數據做增量修改，從而保證訂閱服務(wù)器中的復制數據與出版服務(wù)器出版物中的數據一致(但不是實(shí)時(shí)一致)。由于事務(wù)的數據量遠小于它所操作數據庫的數據量，所以采用事務(wù)復制方式能夠有效減輕網(wǎng)絡(luò )的通信負擔。

　�、酆喜�復制：合并復制允許用戶(hù)修改訂閱服務(wù)器中的訂閱數據，它能夠自動(dòng)監視訂閱數據庫中的數據變化并定期將這些變化進(jìn)行合并，再把合并后的結果提交給所有訂閱者，如果在合并過(guò)程中發(fā)現不同用戶(hù)對數據所做的修改存在沖突時(shí)，合并代理程序將根據建立訂閱時(shí)為訂閱者所設置的優(yōu)先級裁決哪個(gè)用戶(hù)的修改有效。

　　4.結束語(yǔ)

　　隨著(zhù)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，在社會(huì )應用領(lǐng)域，對分布式數據庫系統的需求更加迫切。許多關(guān)系著(zhù)國民經(jīng)濟發(fā)展的行業(yè)，例如水利、電力、交通、金融等行業(yè)由于所管轄的部門(mén)或企業(yè)往往在地域上比較分散，而在行政和業(yè)務(wù)管理上，既要求各部門(mén)具有獨立的局部控制、分散管理的能力，同時(shí)，又要在整個(gè)行業(yè)內實(shí)現對所有部門(mén)或所屬企業(yè)進(jìn)行全局控制，統一管理，分布式數據庫系統給這些行業(yè)數據管理發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用。

　　參考文獻：

　　[1] 史斌. Oracle分布式數據庫及其實(shí)現[J]. 電腦知識與技術(shù), 2011, (26)

　　[2] 康婧. 基于RNN的數據分片技術(shù)的研究[J]. 數字技術(shù)與應用, 2011, (07)

　　[3] 陳曉明. 分布式數據庫分片關(guān)系變換查詢(xún)優(yōu)化[J]. 電子設計工程, 2011, (08)

【分布式數據庫系統構造技術(shù)的分析的論文】相關(guān)文章：

構造性數學(xué)及其哲學(xué)意義論文08-13

分析信息技術(shù)與小學(xué)數學(xué)教學(xué)的有效整合論文09-18

案例分析論文11-27

案例分析論文07-15

案例分析論文[優(yōu)選]07-17

【實(shí)用】案例分析論文07-17

汽車(chē)構造實(shí)習報告11-19

汽車(chē)構造實(shí)習報告11-04

論文的問(wèn)卷分析報告范文11-05

案例分析論文15篇10-12