2章 分布式数据库系统的设计.ppt

2章_分布式数据库系统的设计徐喜荣
(******@dlut.)
分布式数据库系统及其应用
2013年9月——2013年11月
分布式数据库系统设计概述
自顶向下设计分布式数据库
DATAID-D方法
实例研究:飞机订票系统
自底向上设计分布式数据库
分布式数据库系统设计
第2章
分布式数据库设计概述
1
DDBS创建方法

组合法:也称集成法,这是一种自底向上(bottom-up)的创建方法。它是利用现有的计算机网络和独立存在于各个站点上的现存数据库系统,通过建立一个分布式协调管理系统,将它们集成为一个统一的分布式数据库系统。
先剖析网络功能;
剖析各个站点上原有的数据库系统
解决数据的一致性、完整性和可靠性
若各站点上DBMS不相同,理论和实践难度较大。
采用组合法的分布式
数据库系统通常是异构
或者同构异质DDBS。
用户1
用户2
用户n
分布式协调管理系统
DBMS1
DBMS2
DBMSm
网络
分布式数据库设计概述
1
DDBS创建方法

重构法:根据系统的实现环境和用户需求,按照分布式数据库系统的设计思想和方法,采用统一的观点,从总体设计做起,包括各站点上的数据库系统,重新建立一个分布式数据库系统。
按照统一的思想来考虑分布式数据库系统中的各种问题,有效地解决分布式数据库系统的数据一致性、完整性和可靠性。
花费的人力、物力会比较多,研制周期也比较长,系统建设的代价会比较大。

采用重构法创建的分布式数
据库系统,通常是同构异质或
同构同质DDBS。大多选择同
构型分布式数据库系统。
用户1
用户2
用户n
分布式数据库管理系统
网络
DDBS设计内容
1 分布式数据库设计概述
分布式数据库系统设计的内容包括:分布式数据库的设计和应用设计。
分布式数据库的设计包括全局模式设计和每个站点的局部数据库设计。其中的关键是数据库的全局模式应如何划分,并映射到合适的站点上。由此产生了分布式数据库设计所特有的两个新问题:数据的分片设计和片段的位置分配设计。
分片设计研究的是全局模式分片的“逻辑准则”,而片段的位置分配设计研究的是处理数据在各站点上的“物理布局”。
在分布式数据库设计中,为使分片设计和片段的位置分配设计得到的模式能够高效地支持应用,还需要知道应用的确切要求。
DDBS设计内容
1 分布式数据库设计概述
DDBS 设计
DDB设计
应用设计
全局模式设计
局部数据库设计
相关应用需求
各个应用的原发站点
各个应用在每个站点激活频率
各个应用对要求访问数据对象的访问次数、类型和统计分布
数据的分片设计
和位置分配设计
DDBS设计目标
1 分布式数据库设计概述
在理想情况下,分布式数据库系统的用户可不关心数据的物理分布,由系统负责处理在不同站点上的分布数据。
但数据实际分布情况会影响系统的总体性能:访问多个数据对象所需的时间和费用,会因为这些数据对象是存放在同一站点,还是分布在多个站点有很大差别。
因此,DDBS的数据库设计者必须仔细考虑数据是否分片,片段如何复制,以及数据或片段如何分布,甚至在分布式数据库管理系统支持高的分布透明性时也要如此。
DDBS设计目标
1 分布式数据库设计概述
DDBS
设计目标
目标一:本地性或近地性;
目标四:存储能力和费用。
目标二:控制数据适当冗余;
目标三:工作负荷分布;
DDBS设计目标
1 分布式数据库设计概述
目标一:分布式数据库的本地性或近地性
分布式数据库系统中最重要的目标是尽量减少对网络的利用,即尽可能
减少站点之间的通信次数和通信量。分布式数据库设计中的一个主要原则
是使数据和应用实现最大程度的本地性。
开发一个分布式数据库的主要目的是:通过尽可能地使数据靠近使用该
数据的应用进行分配,从而提高处理的本地性或近地性,减少通信。
在一个精心设计的分布式数据库中,90%的数据应当在本地站点找到,
而只有10%的数据需要在远程站点上进行访问。也即最有效的设计是确保
数据对最大数目的应用具有本地性。
可以采用的设计方法是对每一种可供选择的分片方法和片段的分配方法
都统计出本地访问和远程访问的次数,然后从其中选择一个最佳的方案。
DDBS设计目标
1 分布式数据库设计概述
2. 目标二:控制数据适当冗余

控制数据的适当冗余是分布式数据库系统设计的又一个目标。
在分布式数据库系统中,为了提高系统的本地性、并发度和可靠性,需要增加数据的副本。
这不仅使应用具有高度的可用性和本地性,而且当数据的任何一个副本不能使用时,可方便地使用在另一站点中的该数据的副本进行恢复,从而提高系统的可靠性。