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第九章 分布式数据库系统Distributed Database SystemDDBS 分布式数据库 逻辑上是一个统一的数据库系统 物理上分散在不同的场地（节点） 各场地通过计算机网络连接在一起 统一由一个分布式数据库管理系统( DDBMS )管理 特点 分布性： 数据的分布性 事务的分布性 协调性：逻辑上整体、具整体完整性约束 局部数据库（LDB） 分散在各个场地的数据库是局部数据库（LDB） 本身是一个完整的数据库系统，具有本地真实的数据库、本地用户、本地DBMS 全局数据库（GDB） 是一组局部数据库的集合 一组数据库系统的集合 是一个逻辑数据库（虚拟的） 数据的分布性 分布式数据存储 复制 分片 复制 + 分片 数据的冗余 提高数据的可用性、并发性、减少网络传输 增加了数据更新的开销，副本一致性问题 事务的分布性 局部事务 仅访问当地数据库的事务 全局事务 需访问其他场地数据库的事务 分布式数据库环境下的访问代价 磁盘读写 网络传输 分布式数据库的目标 部门组织分布，降低成本 数据资源共享，提高数据库的利用率 全局外模式 全局概念模式 分片模式 分布模式 局部概念模式 局部内模式 局部数据库 全局外模式 全局应用的用户视图，全局概念模式的子集 全局概念模式 分片模式 分布模式 局部概念模式 局部内模式 局部数据库 全局外模式 全局概念模式 是全局概念视图 全局概念模式名、属性名、域 分片模式 分布模式 局部概念模式 局部内模式 局部数据库 全局外模式 全局概念模式 分片模式 定义分片片段以及全局关系到片段的映象 是一对多的，一个全局关系可对应多个片段，一个片段只来自全局关系 分布模式 局部概念模式 局部内模式 局部数据库 全局外模式 全局概念模式 分片模式 分布模式 分片的物理分配视图 局部概念模式 局部内模式 局部数据库 全局外模式 全局概念模式 分片模式 分布模式 局部概念模式 局部数据库中的概念模型，关于本地数据库的描述 如果局部数据库中还有独立应用，则应有局部外模式，提供给本地应用使用 局部内模式 局部数据库 全局外模式 全局概念模式 分片模式 分布模式 局部概念模式 局部内模式 局部数据库的物理描述 局部数据库 全局外模式 全局概念模式 分片模式 分布模式 局部概念模式 局部内模式 局部数据库 本地的局部数据库 分布式数据储存 复制 多个副本储存在多个节点 数据可用性 并行度的增加 冗余 分片 水平分片：r1 ∪ r2 垂直分片: r1 × r2 复制和分片 分片的要求 完备性 可重构性：垂直分片含主码属性 分布的透明性 数据项的命名 别名—真实名字的映射 物理位置透明 数据项的复制 副本的表示 site17.account.f3.r2 数据项的分片 由优化器实现分片的连接 由分片表和副本表实现片段和副本的位置透明性 分片与副本的数据更新 方案 生成全局数据字典（数据目录），管理透明映射 由全局DBA管理、维护 全局数据字典 存放数据概念模式、分片模式、分布模式的定义及各模式之间映象的定义 存放有关用户存取权限的定义 存放数据完整性约束条件的定义 分布式数据库的基本原则 对用户（最终用户、程序员）来说，一个分布式系统应该看起来完全象一个非分布式系统 分布式事务模型 事务的ACID 局部事务、全局事务 局部事务管理器 保证本地节点上执行的事务的ACID 本次事务可能是全局事务的一部分 维护一个易于恢复的日志 参与适当的并发控制 事务协调器 协调该节点上发起的事务（全局或局部）的执行 启动事务的执行 分发事务 协调事务的终止（在所有节点上提交或中止） 故障 节点故障 消息丢失 网络故障 提交 原子性 事务T必须要么在所有节点上提交，要么在所有节点上都中止 两阶段提交 三阶段提交 两阶段提交 阶段1（决定阶段） 协调器 prepare T 节点事务管理器 ready T 或 abort T 阶段2（执行阶段） 收到有一个abort T ,则abort T 收到所有ready T ,则commit T 节点commit T并写Log后，发出acknowledge T 收到所有acknowledge ，则complete T 阻塞： 协调器发出prepare T 后故障，处于不定状态 双方针对超时均可重发 三阶段提交 阶段1 同两阶段方式 阶段2 收到有一个abort T ,则abort T 收到所有ready T ,则precommit T 节点precommit T之后，写Log，发出acknowledge T 阶段3 收到所有ack，则commit T 节点commit 后，发出ack T 收到所有ack T后，complete T 恢复 只要有一个具有commit T,则提交 只要有一个preco