分布式數(shù)據(jù)庫,什么是分布式數(shù)據(jù)庫

分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但不是簡單地把集中式數(shù)據(jù)庫分散地實(shí)現(xiàn)，它具有自己的性質(zhì)和特征。集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的許多概念和技術(shù)，如數(shù)據(jù)獨(dú)立性、數(shù)據(jù)共享和減少冗余度、并發(fā)控制、完整性、安全性和恢復(fù)等在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中都有了不同的、更加豐富的內(nèi)容。

現(xiàn)狀與需求
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???????? 有些公司擁有多個(gè)分支公司，而各地的分支公司都有自己的數(shù)據(jù)庫，總公司需要實(shí)現(xiàn)和各個(gè)分支公司的互聯(lián)互通，能夠調(diào)用各個(gè)分支公司的數(shù)據(jù)庫。這就是一種分布式數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)用。
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??? 解決方案
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??? 東顯科技充分考慮了企業(yè)的這種實(shí)際的需求，為信息化建設(shè)投資的企業(yè)度身定制了DLAN互聯(lián)解決方案，低成本、高安全性、高可靠性的實(shí)際效果，滿足企業(yè)的以上需求，實(shí)現(xiàn)了真正意義的網(wǎng)絡(luò)辦公及無紙化辦公，協(xié)同運(yùn)作、統(tǒng)一管理。
??? 在具有數(shù)據(jù)庫的分公司安裝DLAN SERVER端（MDLAN）,沒有數(shù)據(jù)庫的分支公司采用DLAN VPN的分支端(SDLAN)，移動用戶采用PDLAN，這樣就可以實(shí)時(shí)完成全網(wǎng)的數(shù)據(jù)訪問。
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??? 應(yīng)用效果
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??? 1.實(shí)現(xiàn)總公司的應(yīng)用系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)性的訪問總部的數(shù)據(jù)庫。
??? 2.實(shí)現(xiàn)了總部與各分支機(jī)構(gòu)的局域網(wǎng)遠(yuǎn)程互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了真正意義的網(wǎng)絡(luò)辦公及無紙化辦公，協(xié)同運(yùn)作、統(tǒng)一管理，為企業(yè)更進(jìn)一步的發(fā)展打下基礎(chǔ)；
??? 3.實(shí)現(xiàn)了工程師遠(yuǎn)程管理各分公司電腦，大大降低了全公司的維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)真正意義上的移動辦公，公司領(lǐng)導(dǎo)及出差人員只需以任意方式接入Internet，安裝了DLAN VPN軟件的筆記本電腦即可同樣安全的接入公司總部網(wǎng)絡(luò)，共享信息和應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無處不在的移動辦公；
??? 4. 足夠的保證了數(shù)據(jù)隧道的安全、數(shù)據(jù)的加密和分支接入的安全；
??? 5. 同時(shí)VPN線路支持語音傳輸，為企業(yè)的內(nèi)部語音（VOIP）互聯(lián)和視頻通訊打下基礎(chǔ)；

（1）數(shù)據(jù)獨(dú)立性。數(shù)據(jù)獨(dú)立性是數(shù)據(jù)庫方法追求的主要目標(biāo)之一。在集中式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)獨(dú)立性包括兩方面：數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性。其意義在于程序和數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)無關(guān)。在分布式系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫獨(dú)立性除了上面所說之外，還有數(shù)據(jù)分布獨(dú)立性亦稱分布透明性，即用戶不必關(guān)心數(shù)據(jù)的邏輯分片，不必關(guān)心數(shù)據(jù)的物理位置分布的細(xì)節(jié)，也不必關(guān)心重復(fù)副本（冗余數(shù)據(jù)）的一致性問題。有了分布透明性，用戶的應(yīng)用程序書寫起來就如同數(shù)據(jù)沒有分布一樣。在集中式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)的獨(dú)立性是通過系統(tǒng)的三級模式和它們之間的二級映象得到的。分布式數(shù)據(jù)庫，分布透明性是由于引入新的模式和模式之間的映象得到的。

（2）集中與自治相結(jié)合的控制結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫是供用戶共享的，在集中式數(shù)據(jù)庫中，為保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性，對數(shù)據(jù)庫的控制是集中的。由數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）負(fù)責(zé)監(jiān)督和維護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

在分布式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)的共享有兩個(gè)層次：一是局部共享，即在局部場地上存儲局部用戶的共享數(shù)據(jù)。二是全局共享，即在分布式數(shù)據(jù)庫的各個(gè)場地也存儲可供網(wǎng)絡(luò)中其他場地的用戶共享的數(shù)據(jù)，支持全局引用。因此，相應(yīng)的控制結(jié)構(gòu)也具有兩個(gè)層次：集中和自治。各局部的DBMS可以獨(dú)立地管理局部數(shù)據(jù)庫，具有自治的功能。同時(shí)，系統(tǒng)又設(shè)有集中控制機(jī)制，協(xié)調(diào)各局部DBMS的工作，執(zhí)行全局應(yīng)用。

（3）適當(dāng)增加數(shù)據(jù)冗余度。在集中式數(shù)據(jù)庫中，盡量減少冗余度是系統(tǒng)目標(biāo)之一。其原因是，冗余數(shù)據(jù)浪費(fèi)存儲空間，而且容易造成個(gè)副本之間的不一致性。減少冗余度的目標(biāo)是用數(shù)據(jù)共享來達(dá)到的。而在分布式系統(tǒng)中卻希望增加冗余數(shù)據(jù)，在不同的場地存儲同一數(shù)據(jù)的多個(gè)副本。其原因是提高系統(tǒng)的可靠性和性能，當(dāng)某一場地出現(xiàn)故障，系統(tǒng)可以對另一場地上的相同副本進(jìn)行操作，不會造成系統(tǒng)的癱瘓。系統(tǒng)可以根據(jù)距離選擇離用戶最近的數(shù)據(jù)副本進(jìn)行操作，減少通信代價(jià)。但是增加冗余會碰到集中式數(shù)據(jù)庫同樣的問題，即不利于更新，增加了系統(tǒng)維護(hù)代價(jià)，需要在這些方面作出權(quán)衡。

（4）全局的一致性、可串行性和可恢復(fù)性。分布式數(shù)據(jù)庫中各局部數(shù)據(jù)庫應(yīng)滿足集中式數(shù)據(jù)庫的一致性、可串行性和可恢復(fù)性。除此以外，還要保證數(shù)據(jù)庫的全局一致性、可串行性和可恢復(fù)性。例如，在前面提到的銀行轉(zhuǎn)帳事務(wù)中，包括兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上的更新操作，當(dāng)其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，應(yīng)使全局事務(wù)回滾，在一個(gè)節(jié)點(diǎn)撤銷已經(jīng)執(zhí)行的操作等。

分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的目標(biāo)
研制分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的動機(jī)、目的，主要包括技術(shù)和組織兩方面的目標(biāo)。

（1）降低費(fèi)用。使用數(shù)據(jù)庫的單位在組織上往往是分布的（部門、科室），在地理上也是分布的。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)符合這種分布的要求。允許用戶在自己的本地錄用、查詢、維護(hù)等操作，實(shí)行局部控制，降低通信代價(jià)，提高響應(yīng)速度。

（2）提高系統(tǒng)可靠性。將數(shù)據(jù)分布于多個(gè)場地，并增加適當(dāng)?shù)娜哂喽瓤梢蕴峁└玫目煽啃浴Ｔ谝恍┛煽啃砸蟾叩南到y(tǒng)中，這一點(diǎn)尤其重要。避免了因?yàn)槟硞€(gè)場地的故障而造成全部癱瘓的后果。

（3）保護(hù)投資。當(dāng)在一個(gè)企業(yè)中已經(jīng)建成了若干個(gè)數(shù)據(jù)庫之后，為了相互利用資源，為了開發(fā)全局應(yīng)用，就要研制分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。否則，就要把現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫集中起來重建一個(gè)更大的集中式數(shù)據(jù)庫，將是困難和不經(jīng)濟(jì)的。所以，利用分布式數(shù)據(jù)庫充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫資源，提高利用率。

（4）易于擴(kuò)展處理能力和系統(tǒng)規(guī)模。當(dāng)一個(gè)企業(yè)增加了新的部門時(shí)，分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以很容易地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)，甚至是唯一的途徑：在分布式數(shù)據(jù)庫中增加一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)，不影響現(xiàn)有系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這樣比擴(kuò)大集中式系統(tǒng)要靈活經(jīng)濟(jì)。在集中式系統(tǒng)中擴(kuò)大系統(tǒng)和系統(tǒng)升級，由于有硬件不兼容和軟件改變困難等缺點(diǎn)，升級的代價(jià)常常是昂貴和不可行的。

現(xiàn)狀與前景
盡管在過去的時(shí)間里，分布式數(shù)據(jù)庫已經(jīng)取得了很顯著的研究成果，但是，成功地進(jìn)入商品化運(yùn)行的軟件卻仍為數(shù)不多。

集中系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是比較復(fù)雜的，而分布式數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)就更為復(fù)雜了。它除了集中式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的所有復(fù)雜性，還有數(shù)據(jù)分布的決策、更新同步以及查詢分解等的復(fù)雜性。另外，還有設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)的問題。

大多數(shù)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)也許走一條從集中到分布的道路。首先是跨越數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)定義數(shù)據(jù)庫，避免不同節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的更新同步問題，許可局部和遠(yuǎn)程查詢，回避了復(fù)雜的查詢處理問題。進(jìn)一步的工作是增加有限的重復(fù)，如果最新的數(shù)據(jù)并不是最重要的情況下，這樣提高了檢索的性能。最后，就是完全的分布式數(shù)據(jù)庫管理。系統(tǒng)的功能能夠處理復(fù)雜的查詢，有較好的并發(fā)控制機(jī)制和保證數(shù)據(jù)的更新同步。

對分布數(shù)據(jù)管理的研究有兩個(gè)方面。一是單項(xiàng)的研究。比如數(shù)據(jù)的分布問題，通信問題等。在研究一個(gè)問題時(shí)，假定其他因素是不變的，得出研究成果。此處還要研究的是要將各種因素綜合起來，研究它們的相互作用和結(jié)果。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和更新同步之間就有密切的聯(lián)系，對于更新要求，依據(jù)不同的更新同步方案，對通信系統(tǒng)的要求也隨著不同。因此，就要對這些因素綜合地考慮。

分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究領(lǐng)域還包括對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的研究。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，已經(jīng)很大程度地影響到了數(shù)據(jù)庫和分布數(shù)據(jù)庫的領(lǐng)域。不管是在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)還是局域網(wǎng)領(lǐng)域，都發(fā)生了很多的變比。局域網(wǎng)和遠(yuǎn)程網(wǎng)之間的處理差別，必然會導(dǎo)致處理數(shù)據(jù)庫和分布數(shù)據(jù)庫問題的顯然不同的一些原則和方法。