分布式数据库技术应用研究
时间：2021-04-08 07:54:01 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要：随着计算机网络技术的发展，分布式数据库技术得到越来越广泛的应用。本文探讨了在设计基于B/S结构的综合管理信息系统中如何应用分布式数据库技术，以及在应用过程中的数据库设计的原则、结构、机制等。
关键词：分布式；数据库；管理；数据
中图分类号：TP315 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 07-0000-02
Application Research of Distributed Database Technology
Chen Xiangping
(Shengli Oilfield Company Dongxin Oil Production Plant,Dongying257000,China)
Abstract:With the development of computer network technology,distributed database technology is more widely used.This paper discusses the design is based on B/S structure of the integrated management information system the application of distributed database technology,and in the application process the principles of database design,structure and mechanism.
Keywords:Distributed;Database;Management;Data
分布式数据库技术是过去十几年中最重要的计算机发展成果之一。到八十年代中期，已出现了不少商品化的分布式数据库系统，如计算机公司等。尽管这些系统还不算完全成熟，但由于它们至少已经实现了分布和重复数据的透明管理、依靠分布式事务处理提高系统可靠性、依靠交叉查询和内部查询并行机制改善系统性能以及更容易和廉价的系统扩展，因而可以断定今后大多数组织将转向分布式数据库管理，集中式数据库系统将成为历史的过客。
一、分布式数据库结构模型
通常情况下，分布式数据库结构模型如图1所示。具体特征是：分布式数据库由分散在不同地域上的局部数据库和全局调度数据库两个强力自治的数据库功能实体有机合成。其中，局部数据库的设计实现多要配置集中式数据库管理系统（DBMS）和数据库（DB）。使用局部数据库主要完成用户专用数据存取的控制与更新，因此，各个局部数据库的有较强独立性；另外，局部数据库能够至少分享和执行一个全局调度数据库（节点中心库）所提供的全局应用功能，这种全局应用功能主要包括：远程信息检索调阅、公用信息随机存贮等[1]。
作为全局调度数据库多要配置分布式数据库管理系统（DDBMS）和数据库（DB）。该数据库部分主要完成数据库信才良的全局调度，并具体执行全局查询检索策略和并发应用管理策略。这里，全局查询检索策略主要完成用户查询语句转换和将其转变为一系列的可行数据库操作；并发应用管理策略主要完成数据库并发操作环境下的数据库操作管理与控制，并主要包括并发事务的排队处理与封锁管理等技术设计实现。
图1分布式数据库结构模型
从图1中可以看出：DDBMS主要包括网络数据字典、网络数据库管理、全局逻辑映射等功能实体；DBMS主要包括本地数据库管理、局部逻辑映射、存贮模式等功能实体。DBMS和DDBMS均应通过操作系统（OS）完成数据库的存贮访问与透明操作。
在分布式数据库开发设计过程中，网络数据字典至关重要，它不仅存有系统所需有关对象的描述信息和控制信息，以使系统能把用户对数据的高级查询转换成对相应存贮对象的低级操作，而且还应完成维护与管理功能，诸如数据分布、结构、使用和访问控制等维护和管理功能等。
关于分布式数据库中全局调度数据库与局部数据库的信息交互主要依靠两个条件支撑：1.利用全局逻辑映射与局部逻辑映射相接口，具体解决数据库结构转换和地域分片定位处理。2.数据库分布式功能实现与计算机网络环境设置密切相关，因此，作为分布式数据库的网络环境必须具有下述功能特性针对全局查询检索策略的优化设计，应对信息传输路径的优化选择提出可靠服务。针对网络数据管理，应在网络通信软件和数据库管理软件之问备有网络存取进程的必要接口服务。
二、分布式数据库技术在系统体系结构中的应用
（一）数据管理现状
由于生产管理需要，公司总部与各分公司之间经常要进行数据传递，公司总部需要动态掌握各分公司的日常生产数据。由于公司总部与各分公司处于不同城市，在业务上它们处理和存储各自的数据，如何处理分散的数据，实现公司总部与分公司数据更新同步，确保数据一致性、避免数据存储冲突是目前亟待解决的问题。
（二）数据库设计的基本原则
从全局应用的角度出发，将这些数据库自下而上构成分布式数据库系统，实现全局数据的完整性和一致性，各分公司仍然存放本公司的数据，总公司的数据库则存放所有业务数据，并对数据进行完整性和一致性的检查，这种做法虽然有一定的数据冗余，但在不同场地存储同一数据的多个副本，能提高系统的可靠性和可用性，也提高了局部应用的效率，减少了通讯代价。该分布式数据库系统可以在对当前机构影响最小的情况下进行扩充，增加新的分公司时只需增加一个节点就可以了，同时也使得各处理机之间的相互干扰降到最低。
（三）数据存储
分布式数据库系统可以通过复制、分片和复制加分片三种方式存储数据，因为各数据库之间存在一定的数据冗余，又存在着差异，我们使用了复制+分片的方式进行数据存储。
1.数据分片
在分布式数据库系统中，将关系分片，有利于按用户需求组织数据的分布，目前的分片方式有水平分片、垂直分片、导出分片、混合分片等四种。我们根据不同的数据关系采用了不同的分片方式：（1）在总公司与分公司的数据关系中，由于分公司的数据是总公司业务数据的子集，我们采用了水平分片的方式，通过并运算实现关系的重构。（2）在总公司数据库服务器与Web数据库服务器的数据关系中，数据是按照其应用功能来划分的，所以我们采用了垂直分片的方式。
2.数据同步
数据同步方式则根据系统需求使用事务复制和合并复制两种，由于分公司只存放本部门数据，数据管理和分析功能是由总公司的数据库服务器来实现，分公司只需将更新的数据发送到总公司的数据库即可，我们使用事务复制进行业务数据的同步，把分公司的数据库作为出版者和分发者，总公司的数据库作为订阅者，对分公司的数据建立快照代理，并在分发数据库中记录同步状态的信息。每一个使用事务复制的分公司数据库均有自己的日志读取代理，运行在分发者上并连接出版者[2]。分发代理的任务是将分发数据库中保持的事务任务直接推动到订阅者。当推订阅被创建时，每个为立即同步而建立的事务出版物通过自己的分布代理运行在分发者上并与订阅者相连。
（四）利用分布式技术实现事务处理
我们使用MS DTC作为事务管理器来协调各个服务器对事务的处理操作，为了减少网络故障对事务处理的影响，避免分布式事务造成不同服务器间数据的不一致，将分布式事务的处理过程规定为两个阶段，即准备阶段和提交阶段，就是常说的两阶段提交。在进行分布式事务处理时，我们首先在服务器端用Transact SQL脚本程序BEGIN DIS－TRIBUTED TRANSACTION语句启动一个分布式事务，将该服务器作为分布式事务管理服务器，然后脚本程序对连接服务器执行分布式查询或远程服务器上的存储过程，分布式事务管理服务器会自动调用MS DTC，使远程服务器参加分布式事务处理。当脚本程序执行COMMIT TRANSAC－TION、COMMIT WORK、ROLLBACK TRANSAC－TION或ROLLBACK WORK语句时，分布式事务管理服务器将再次调用MS DTC，用它来管理两阶段提交进程，使连接服务器和远程服务器提交或回滚事务。例如在业务系统中，如果主体数据库管理系统发现该数据在有重复录入，则需将该信息插入数据重复记录表中，同时在对应的局部的数据库中将该条记录的状态设为无效。我们在局部的数据库（DBServer1）中建立存储过程update-policy更新数据状态，在主体数据库服务器（DBServer）上执行以下脚本程序，启动一个分布式事务insert-reject系统执行insert-reject事务向DBServer中的reject表插入一条记录，同时更新对应的局部数据库中的对应数据表status字段，该事务使系统数据的完整性得到了保证。
三、结束语
分布式数据库技术引入系统体系结构中的应用后，有效的解决了总体和部分之间数据分散和集中管理的矛盾，实现了数据的共享和交换，有关分布式特性设计与分布式计算机网络环境的强力支撑能力密切相关。分布式数据库技术决非独立存在，它的应用与网络环境密切相关，或说两者正在融于一体。事实证明，分布式技术在远程数据管理中具有不可替代的作用。
参考文献：
[1]邵佩英.分布式数据库系统及其应用[M].北京:科学出版社,2005
[2]刘志敏.Oracle数据库应用管理解决方案[M].北京:电子工业出版社,2002
[3]赵淑芳.分布式数据库事务处理[J].机械管理开发,2006,3:101
