分布式數據庫系統構造技術的分析的論文

時間：2025-12-07 04:31:08 論文范文我要投稿

分布式數據庫系統構造技術的分析的論文

　　摘要：本文從現代數據庫發展情況分析出發，闡述了分布式數據庫的原理和體系結構，重點以SQL分布數據庫工具為例從分布式數據庫事務管理和并發控制、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方面探討分析了分布數據庫系統構造的關鍵技術。

分布式數據庫系統構造技術的分析的論文

　　關鍵詞：分布式；事物管理；數據復制

　　1.引言

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

　　2.分布式數據庫系統概述

　　分布式數據庫經過設計上的統一后，把分散在網絡中各個數據庫在邏輯上連成一個整體，這種連成一體的數據庫每個節點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，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是分布性、邏輯協調性以及網絡統一性。因此，從系統的整體性能來說，分布式數據庫系統可以看做是體系中網絡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／服務器(B／S)系統架構。B／S模式主要由瀏覽器、Web服務器、數據庫服務器三個層次組成，其本質上是一種特殊的客戶／服務器結構，只不過它的客戶端簡化為單一HTML語言的客戶軟件，因而簡化了客戶端系統的管理和使用，可以使管理和維護集中在服務器端。在這種模式下，客戶端使用一個通用的瀏覽器，代替形形色色的各種應用軟件，用戶的所有操作都是通過瀏覽器進行的。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程序，將每個服務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技術

　　（1）分布式數據庫事務管理和并發控制

　　分布式數據庫系統中的事務并發控制及系統資源的有效利用主要靠事物管理來完成，分布式事務管理程序能夠保證多個事物并發協調準確地執行。分布數據庫中的事物控制著系統對各種數據項的訪問，一個事務通過分解成成多個子事務來訪問多個站點的數據，每個子事務負責對一個數據存儲站點進行訪問。而分布式的各個站點的事物通常并發運行的。各局部站點上的事務以集中式數據庫系統的可串行化理論為基礎實現并發控制，即得到各站點上事務執行的局部順序。在此基礎上，只需從全局系統的角度出發，得到各個站點上事務執行的全局的順序。由于分布式系統中不存在一個全局的時鐘概念，因此一般以事件的時戳來表示事件的發生順序，再構造出系統的全局邏輯時問順序，以確定事務的唯一順序。基本的并發控制的方法是封鎖方法。封鎖方法的基本思想是要求事務在對一數據項進行操作之前必須首先申請對該數據項的封鎖(Clock)，獲準后方能進行操作。如果該數據項己被其它事務封鎖且操作方式沖突，那么該事務處于等待狀態，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。分別對應于用戶對數據項的讀操作與寫操作。以目前最為常用的SQL數據庫管理工具為例，它使用鎖對象來防止多用戶在同一時間內對某一數據庫進行修改，并能防止一名用戶檢索正在被另一名用戶修改的數據，鎖定有助于確保事務和數據保持邏輯上的一致。SQL Server的鎖管理能自動獲得和釋放鎖。

　　（2）分布式數據庫備份與恢復

　　數據備份與恢復是實現信息安全運行的重要技術之一，能保證信息系統因各種原因遭到破壞時，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行修改的數據。事務日志備份用于備份和刪除事務日志(事務曰志數據與數據庫備份協同工作)。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。在實際的分布式數據庫系統中，可以采用手動備份和自動備份，一般采用手動備份和自動備份相結合的辦法。在備份中，分熱備份和冷備份。當數據庫在使用時，對數據庫備份成為熱備份；當數據庫完全關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日志備份中恢復。從完全備份中恢復過程很簡單，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建的差異備份。從事務日志中恢復，要經過以下步驟：

　　①使用NO TRUNCATE選項備份當前活動的事務日志。

　　②還原最新完全備份。

　　③還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的狀態。

　　④還原上次差異備份后創建的所有事務日志備份，以重新顯示上次備份后發生的所有事務。

　　⑤還原在第1步中創建的事務日志備份，以將數據庫返回到故障前的狀態。

　　（3）分布式數據庫數據復制

　　數據復制是指在由兩個或者多個數據庫系統構成的一個分布式數據庫環境中拷貝數據的過程。這個過程中，將分布式數據庫中某個結點的數據拷貝到不同物理地點的數據庫中，以支持分布式應用，它是整個分布式計算解決方案的一個重要組成部分。當然，在實際應用中，由于各個數據庫副本可能對相同的數據對象進行操作，當進行數據同步時，就會產生沖突，主要有更新沖突、唯一性沖突、刪除沖突等等。這些沖突會嚴重影響數據庫數據的完整性。所以在復制過程中必須盡量防止數據沖突的產生，一旦發生沖突，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能在不同節點間復制數據并自動同步這些節點的數據，用戶可以在同一服務的不同數據庫或不同的遠程連接服務器之間復制數據。在分布式數據庫應用環境中，不同的應用領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域中的應用需要。為此，SOL Server提供了以下三種復制類型來滿足不同環境中的應用需要：

　　①快照復制：快照復制是SQL Server中最簡單的一種復制方式，它拷貝數據庫中出版物在某一時刻的結構和數據狀態，即建立出版物快照，之后通過復制代理將出版物快照復制給訂閱服務器。快照復制操作由快照代理和分發代理實現。快照代理將出版物中各條目(表)的結構和數據拷貝到分發服務器的快照文件(但不是分發數據庫)中，并在分發服務器的分發數據庫中記錄復制同步操作。分發服務器再根據分發數據庫中的同步記錄將快照文件傳遞到訂閱服務器的目的數據庫中。

　　②事務復制：采用事務復制方式時，當訂閱服務器對出版服務器中的出版物做到初始同步后，SQL Server監視INSERT、UPDATE、DELETE等數據修改語句的執行，并對影響出版物的事務進行標識。事務日志閱讀代理從事務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拷貝到分發服務器的分發數據庫中。之后，由分發服務器將這些事務傳遞給訂閱服務器，并在訂閱服務器上順序執行這些事務，對復制數據做增量修改，從而保證訂閱服務器中的復制數據與出版服務器出版物中的數據一致(但不是實時一致)。由于事務的數據量遠小于它所操作數據庫的數據量，所以采用事務復制方式能夠有效減輕網絡的通信負擔。

　　③合并復制：合并復制允許用戶修改訂閱服務器中的訂閱數據，它能夠自動監視訂閱數據庫中的數據變化并定期將這些變化進行合并，再把合并后的結果提交給所有訂閱者，如果在合并過程中發現不同用戶對數據所做的修改存在沖突時，合并代理程序將根據建立訂閱時為訂閱者所設置的優先級裁決哪個用戶的修改有效。

　　4.結束語

　　隨著信息技術的飛速發展，在社會應用領域，對分布式數據庫系統的需求更加迫切。許多關系著國民經濟發展的行業，例如水利、電力、交通、金融等行業由于所管轄的部門或企業往往在地域上比較分散，而在行政和業務管理上，既要求各部門具有獨立的局部控制、分散管理的能力，同時，又要在整個行業內實現對所有部門或所屬企業進行全局控制，統一管理，分布式數據庫系統給這些行業數據管理發展起到巨大的推動作用。

　　參考文獻：

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

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

　　[3] 陳曉明. 分布式數據庫分片關系變換查詢優化[J]. 電子設計工程, 2011, (08)

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