「软考高级软件架构师」数据库-分布式数据库系统概念及架构

后期小编将整理关于分布式系统和云计算相关文章。现在先了解一下分布式数据库的基础,为以后的分布式系统奠定基础。

近些年来,随着计算机技术和网络技术的飞快发展,特别是Internet的兴起,分布式数据库系统得到了很快的发展和应用。

分布式数据库(Distributed DataBase,DDB)比较明确的定义:分布式数据库是由一组数据组成的,这组数据分布在计算机网络的不同计算机上,网络中的每个节点具有独立的处理能力,称为场地自治,它可以执行局部应用,同时每个节点也能通过网络通信子系统执行全部应用。负责分布式数据库的建立、查询、更新、复制、管理和维护的软件,称为分布式数据库管理系统(Distributed DataBase Management System,DDBS)。分布式数据库管理系统是分布式数据库系统的核心。

分布式数据库系统的特点:1.数据的分布性;2.统一性;透明性。

分布式数据库的架构

分布式数据库系统的模式架构有6个层次(实际的系统并非都有这种架构),如下图

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分布式数据库的模式架构图

从上图可以看出模式结构从整体上可以分为两大部分:下半部分是集中式数据库的模式结构,代表了各个局部场地上局部数据库系统的基本结构;上半部分是分布式数据库系统增加的模式级别。

  1. 全局外模式,它们是全局应用的用户视图,是全局概念模式的子集。
  2. 全局概念模式,它定义的是分布式数据库中数据的整体逻辑结构,数据就如同没有分布一样,可用传统的集中式数据库中采用的方法定义。
  3. 分片模式,每个全局关系可以划分为若干不相交的部分,每个部分称为一个片段,即“数据分片”。分片模式就是定义片段及全局关系到片段的映像。这种映像是一对多的关系,即每个片段来自一个全局关系,而一个全局关系可以对应多个片段。
  4. 分布模式,由数据分片得到片段仍然是DDB的全局数据,是全局关系的逻辑部分,每一个片段的物理上可以分配到网络的一个或多个不同节点上。分布模式定义片段的存放节点。分布模式的映像类型确定了分布式数据库是冗余的还是非常冗余的。若映像是一对多,即一个片段分配到多个节点上存放,则是冗余的分布式数据库,否则不是冗余分布式数据库。
  5. 局部概念模式。一个全局关系经过逻辑划分为一个或多个逻辑片段,每个逻辑片段被分配到一个或多个场地上,称为该逻辑片段在某个场地上的物理映像或物理片段。
  6. 局部内模式。是DDB中关于物理数据库的描述,类似于集中式DB中的内模式,但其描述的内容不仅包括局部本场地的数据的存储描述,还包括全局数据在本场地的存储描述。

分布式数据库管理系统是负责管理分布式数据系统的任务,首先就是把用户和分布式数据库隔离开来,使其对用户而言,整个分布式数据库就好像是一个传统的集中式数据库。

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分布式数据库管理系统的结构图

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