村上岗-第1讲分布式数据库系统概论ppt课件

1、第一讲 分布式数据库系统概论.1 什么是分布式数据库系统？2 课程教学思绪3 课程考核方法第2页，共73页内容提要.1.1 分布式数据库系统的产生1.2 分布式数据库系统的定义1.3 分布式数据库系统的开展及研讨热点1.4 分布式数据库系统开展趋势 第3页，共73页1 什么是分布式数据库系统？.1.1 分布式数据库系统的产生分布式数据库系统的产生是随着各大网站的信息访问量激增而产生及不断开展的。传统的集中式数据库存储与管理方式曾经不能应对新的数据存储与访问需求。1PB=1024TB 1TB=1024GB分布式数据库系统根本构型：C/S与B/S分布式数据库不是单独存在的，它对需求非满足是成体系存

2、在的。.第5页，共73页集中式数据库系统的优点易于管理低冗余度运用程序和数据库相对独立数据恢复才干强等主机数据库终端用户处置结果存取恳求集中式系统模型.第6页，共73页集中式数据库系统的缺乏系统规模有限；可扩展性和平安性相对较差；主机瓶颈，可靠性不高；通讯开销加大，影响性能；很难顺应地理分散的大型公司管理数据需求；.更新硬件，如晋级到性能更高的效力器更新软件，如移植到Oracle上利用复制定阅、镜像等功能做扩展运用分布式数据库架构，用假设干台中小型的效力器去替代大型的效力器第7页，共73页问题处理方案.分布式系统的定义：分布式系统distributed system是建立在网络之上的软件系统。

3、分布式系统由多个高度内聚性和透明性的站点组成。这些站点分别承当数据访问管理、数据存储以及数据效力器监控管理等功能。内聚性是指每一个数据库分布节点高度自治，有本地的数据库管理系统。透明性是指每一个数据库分布节点对用户的运用来说都是透明的，看不出是由哪台数据存储效力器来完成。第8页，共73页.分布式系统的特点：在一个分布式系统中，一组相互独立的计算机展现给用户的是一个整体。系统拥有多种通用的物理和逻辑资源，可动态分配义务。分散的物理和逻辑资源经过计算机网络实现信息交换。系统中存在一个以全局的方式管理计算机资源的分布式操作系统。分布式操作系统往往又以现有的计算机操作系统为根底。对用户来说，分散的数据

4、分布与数据处置对应了同一个模型或范型。分布式操作系统之上有一层中间件担任实现这个模型。一个著名的分布式系统的例子是万维网。在万维网中，一切的一切看起来就好似是一个文档Web页面一样。第9页，共73页.分布式系统与网络系统的区别：在计算机网络中，这种一致性、模型以及其中的软件都不存在。用户看到的是实践的机器，假设这些机器有不同的硬件或不同的操作系统，计算机网络并没有使这些机器看起来是一致的。由于多数分布式系统是建立在计算机网络之上的，所以分布式系统与计算机网络在物理构造上是根本一样的。第10页，共73页目前存在很多动态网站，如学校教务系统、选课系统，它们属于分布式系统吗？.分布式系统普通由以下几

5、个部分等组成：分布式操作系统担任管理分布式处置系统资源和控制分布式程序运转。不需求直接纳理系统硬件资源，因此它往往建立在现有操作系统根底之上。分布式程序设计言语用于编写运转于分布式计算机系统上的分布式程序。现实是大部分现行分布式系统都采用普通的程序设计言语进展开发。第11页，共73页.分布式数据库系统由分布于多个计算机结点上的假设干个数据库系统组成,它提供有效的存取手段来支配这些结点上的子数据库。分布式文件系统具有执行远程文件存取的才干,并以透明方式对分布在网络上的文件进展管理和存取。第12页，共73页.分布式数据库系统Distributed DataBase System，简称DDBS由一组

6、被管理的数据及管理软件也就是熟称的管理系统组成，这些数据以及管理软件分布在计算机网络的不同计算机上。分布式数据库系统强调场地自治性部分运用以及自治场地之间的协作性全局运用。分布式数据库系统是数据库技术和网络技术两者相互浸透和有机结合的结果。主要的目的是用廉价的机器提供高性能的效力。第13页，共73页1.2 分布式数据库系统的定义.第14页，共73页网络场地3图1 DDBMS构造图场地1LDBLDBMSGDBMSCM用户GDD场地2.DDBMS由以下部分组成：LDBMSLocal Database Management System，部分数据库管理系统，主要用于管理部分数据库，提供场地自治才干，

7、执行部分运用以及全局查询的子查询。LDBLocal Database，部分数据库，主要用于存储部分数据。GDBMSGlobal Database Management System，全局数据库管理系统，主要用于向终端用户提供分布透明性、协调全局事务的执行、协调各部分DBMS以完成全局运用、保证各数据库的全局一致性、执行并发控制、实现更新同步、提供全局恢复等。第15页，共73页.GDDGlobal Data Dictionlary，全局数据字典，存放全局概念方式、分片方式、分布方式等的定义，以及各方式之间的映像定义，存放有关用户存取权限的定义、完好性约束的定义等。CMCommunication

8、Management，通讯管理，主要用于在GDBMS与LDBMS或各LDBMS之间的通讯调度与路由。.按全局控制类型分类全局控制集中型DDBMS全局数据库和全局数据字典集中于某一结点，其优点是控制简单，容易实现更新一致性，但该结点容易成为系统的瓶颈，系统也较脆弱。第17页，共73页分布式数据库系统的分类.全局控制分散的DDBMS全局数据库控制器和全局数据字典分散在网络上的每一个结点上，每个结点都能完成全局事务的协调和部分数据库事务的控制功能。每个结点既是全局事务的参与者，也是全局事务的协调者。其优点是结点独立，自治性强，但全局控制的协调机制和一致性维护都比较困难。全局控制部分分散的DDBMS介

9、于上述两者之间，根据运用的需求将全局数据库管理器和全局数据字典分散在某些结点上。第18页，共73页.按部分DBMS的数据模型类型分类同构型DDBMS每个结点的部分数据库具有一样的DBMS；异构型DDBMS各结点的部分数据库具有不同的DBMS；第19页，共73页.数据独立性数据的逻辑独立性数据的物理独立性数据的分布透明性集中与自治相结合的控制机构数据的共享有两个层次：一是部分共享；二是全局共享。第20页，共73页分布式数据库系统的特点.全局一致性分布式数据库系统中各部分数据库应满足集中式数据库的一致性、并发事务的可串行性和可恢复性。应保证数据库的全局一致性、全局并发事务的可串行性和系统全局的可恢

10、复性。分布式数据库系统中全局运用要涉及两个以上结点的数据，全局事务能够由不同结点上的多个操作组成。第21页，共73页.数据存在一定冗余在不同的结点存储同一数据的多个副本目的一：提高系统的可靠性、可用性，当某一结点出现缺点时，系统可以对另一结点的一样副本进展操作，不会由于一处缺点而呵斥整个系统的瘫痪；目的二提高系统性能，系统可以选择用户最近的数据副本来进展操作，减少通讯代价，改善整个系统的性能。第22页，共73页.第23页，共73页分布式数据库系统的优点：本钱低廉数据访问速度快数据存储量大易于拓展分布式数据库系统的缺陷：存取构造复杂系统开销大数据平安性和严密性较难处置.如今的分布式数据库方式大致

11、有两种：在原有关系型数据库的根底上进展拓展，如Oracle、IBM DB2、MySQL、Amobea等。重新构造合顺运用需求的分布式数据构造，如以XML或其它文件方式进展数据存储，包括BigTable、HyperTable、HBase、Cassandra等。很多开源分布式数据库系统都是基于Google公开发表的进展设计与实现的。第24页，共73页1.3 分布式数据库系统的开展现状.分布式数据库系统的开展阶段20世纪70年代末期产生20世纪80年代生长阶段20世纪90年代商品化运用阶段21世纪大规模运用阶段第25页，共73页.目前开源分布式数据库系统类型主要包括：以Google的BigTable

12、为原型和根底建立起来的面向数据半构造化的开源分布式数据库系统，其中包括Hypertable、Hbase、Cassandra。它们支持的是稀疏矩阵化的构造化数据。面向文档的分布式数据库系统，包括MongoDB、CouchDB等。实现分布式缓存，如Memcached等。实现Key/Value数据库引擎，包括Riak、Redis、Keyspace、Tokyo Cabinet等。基于嵌入式的分布式数据库，包括Neo4j、Oracle Berkeley DB等。.目前分布式数据库系统的研讨热点分布式数据存储方式：Nosql和SQL方式分布式数据查询与优化分布式数据库管理方式分配与监管问题分布式事务处置分

13、布式数据并发控制分布式数据一致性问题平安与可靠性问题异构互联：？ 第27页，共73页.分布式数据库的开展趋势与计算机网络、挪动、网格数据库整合成为物流网、云计算根底云计算将网络上分布的计算、存储、效力构件、网络软件等资源集中起来，基于资源虚拟化的方式，为用户提供方便快捷的效力，它可以实现计算与存储的分布式与并行处置。第28页，共73页1.4 分布式数据库系统开展趋势.物联网Internet of Things,IoT最早于1999年由麻省理工学院提出。最开场的物联网是指依托射频识别Radio Frequency Identification，RFID技术和设备，按商定的通讯协议与互联网相结合，

14、使物品实现智能化识别和管理，实现物品信息互联。现代意义的物联网可以实现对物的感知识别控制、网络化互联和智能处置有机一致，从而构成高智能决策。第29页，共73页.第30页，共73页.第31页，共73页.第32页，共73页架构演化第一步：物理分别webserver和数据库架构演化第二步：添加页面缓存补充资料1：大型网站构架变化.第33页，共73页架构演化第三步：添加页面片段缓存架构演化第四步：数据缓存.第34页，共73页架构演化第五步：添加webserver架构演化第六步：分库.第35页，共73页架构演化第七步：分表、DAL和分布式缓存.第36页，共73页架构演化第八步：添加更多的webserver.第37页，共73页架构演化第九步：数据读写分别和廉价存储方案.第38页，共73页架构演化第