分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其應(yīng)用,客戶機(jī)/服務(wù)器計(jì)算模式 客戶機(jī)/服務(wù)器模式的定位 客戶機(jī)/服務(wù)器模式的特性和優(yōu)缺點(diǎn) 客戶機(jī)/服務(wù)器模式的遠(yuǎn)景展望 分布式數(shù)據(jù)與分布式訪問 創(chuàng)建基于客戶機(jī)/服務(wù)器模式的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),分布式數(shù)據(jù)庫與客戶機(jī)/服務(wù)器模式,第8章,概念 客戶機(jī)/服務(wù)器概念最早用于軟件體系結(jié)構(gòu) 提出請求的應(yīng)用程序 解答請求的服務(wù)程序 協(xié)作式處理方式 客戶機(jī)和服務(wù)器都參與一個(gè)應(yīng)用程序的處理 軟件成分相互協(xié)作完成特定應(yīng)用功能 請求/服務(wù)模式 硬件資源提供軟件成分相互協(xié)作的設(shè)施 客戶機(jī)/服務(wù)器模式,客戶機(jī),客戶機(jī),客戶機(jī),網(wǎng)絡(luò),應(yīng)用 服務(wù)器,通信 服務(wù)器,打印 服務(wù)器,文件 服務(wù)器,數(shù)據(jù)庫 服務(wù)器,請求,響應(yīng),響應(yīng),請求,客戶機(jī)/服務(wù)器模式,C/S環(huán)境下應(yīng)用成分的分布 一個(gè)典型的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序可分解為4部分 界面表示邏輯：與用戶交互的代碼，GUI 業(yè)務(wù)處理邏輯：使用輸入數(shù)據(jù)來完成業(yè)務(wù)處理和規(guī)則的代碼，使用3GL或4GL編寫的 數(shù)據(jù)處理邏輯：負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)的代碼，一般使用SQL語言或者嵌入式SQL語言編寫 數(shù)據(jù)庫管理：由DBMS完成實(shí)際數(shù)據(jù)處理的程序 通常放置方法 界面表示邏輯和業(yè)務(wù)處理邏輯放到客戶端 數(shù)據(jù)處理邏輯和數(shù)據(jù)庫管理功能放到服務(wù)端,DB,組成數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的四個(gè)成分,數(shù)據(jù)處理 邏輯,界面表示 邏輯,業(yè)務(wù)處理 邏輯,數(shù)據(jù)管理 功能,Client,應(yīng)用程序,DBMS,Server,支持C/S結(jié)構(gòu)的DBMS,支持和不支持C/S結(jié)構(gòu)的DBMS情形,不支持C/S結(jié)構(gòu)的DBMS,用戶,客 戶 機(jī) 應(yīng) 用 系 統(tǒng),客 戶 機(jī) 數(shù) 據(jù) 庫 API,連 接 軟 件,網(wǎng) 絡(luò) 協(xié) 議,客戶機(jī),網(wǎng) 絡(luò) 協(xié) 議,連 接 軟 件,服 務(wù) 器 軟 件,服 務(wù) 器 操 作 系 統(tǒng),服務(wù)器,數(shù)據(jù)庫,SQL,結(jié)果,網(wǎng)絡(luò),客戶機(jī)/服務(wù)器模式的內(nèi)部結(jié)構(gòu),文件,打印機(jī),DB,客戶機(jī),中間件,服務(wù)器,客戶機(jī)/服務(wù)器模式體系結(jié)構(gòu)示意圖,服務(wù)器 提供高速大容量的存儲能力, 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和管理能力, 運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程能力 分類 文件服務(wù)器 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 事務(wù)服務(wù)器 文檔服務(wù)器 其他服務(wù)器,文件,文件服務(wù)器,數(shù)據(jù),SQL命令,DB,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,GUI,應(yīng)用程序,應(yīng)用程序事務(wù),客戶機(jī),服務(wù)器,數(shù)據(jù),應(yīng)用程序 專用事務(wù),DB,事務(wù)處理服務(wù)器,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,客戶機(jī) 完成界面表示和一些業(yè)務(wù)邏輯功能 客戶機(jī)類型 非圖形化用戶接口：條形碼，掃描器，傳真機(jī)，仿真終端等 圖形化(GUI)用戶接口：基于Windows的軟件和設(shè)備 面向?qū)ο蠼涌?OOI)：可視化、多媒體處理軟件和設(shè)備 客戶機(jī)軟件類型 公共應(yīng)用程序 ：字處理, 報(bào)表編制, 圖形軟件，項(xiàng)目管理軟件等 數(shù)據(jù)庫前端軟件：Oracel PL/SQL plus 應(yīng)用生成和開發(fā)軟件: PowerBuilder, Dephi, VisualC+, Visual Basic等 中間件 泛指客戶機(jī)與服務(wù)器之間的軟件 數(shù)據(jù)庫連接中間件, 事務(wù)處理中間件, 組件中間件, 對象中間件等,主機(jī)處理系統(tǒng) 所有程序在一個(gè)主機(jī)上運(yùn)行 優(yōu)點(diǎn) 集中式, 安全性和海量數(shù)據(jù)存儲設(shè)備管理能力 支持大量并發(fā)用戶， IBM大型機(jī)上數(shù)據(jù)庫支持1000多用戶 缺點(diǎn) 系統(tǒng)采購和維護(hù)費(fèi)用大 特殊的支持設(shè)施等,Modem,Modem,Host CPU,DBMS,APPs,DB,主機(jī),遠(yuǎn)程終端,本地終端,主機(jī)處理環(huán)境,文件處理系統(tǒng) 應(yīng)用處理(包括數(shù)據(jù)處理)都發(fā)生在PC工作站 服務(wù)器僅從硬盤查詢所需要的文件通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給用戶 缺點(diǎn) 用戶計(jì)算能力局限于本地PC工作站 多用戶共享文件時(shí), 仍然需要分別發(fā)送到每個(gè)PC 只滿足小規(guī)模工作組應(yīng)用需求,LAN,工作站,NOS,文件服務(wù)器,打印機(jī),修改過的文件送回服務(wù)器,數(shù)據(jù)文件送給PC,文件共享處理環(huán)境,C/S處理系統(tǒng) “恰到好處的規(guī)?！?rightsizing) Client/server將應(yīng)用資源恰到好處地分配 降低了網(wǎng)絡(luò)開銷 典型應(yīng)用是數(shù)據(jù)庫技術(shù) 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序運(yùn)行在client上 DBMS部分應(yīng)用在server上,LAN,APPs,PC,APPs,PC,APPs,PC,UNIX,DBMS,查詢結(jié)果,查詢請求,DB,客戶機(jī)/服務(wù)器處理環(huán)境,服務(wù)器,客戶機(jī),多處理器服務(wù)系統(tǒng) 存在兩個(gè)或兩個(gè)以上服務(wù)器的C/S系統(tǒng) 如果本地server發(fā)現(xiàn)沒有相關(guān)數(shù)據(jù)，通過“S對S的對話”向其他服務(wù)器發(fā)出請求 企業(yè)級大型應(yīng)用平臺,LAN / WAN,APPs,PC,客戶機(jī),APPs,PC,UNIX,DBMS,結(jié)果,請求,DB,多服務(wù)器處理環(huán)境,MVS,DBMS,DB,網(wǎng)關(guān)/網(wǎng)橋,NOS,文件服務(wù)器,遠(yuǎn)程訪問,對等處理系統(tǒng) C/S系統(tǒng)的最終歸宿, 是協(xié)作式分布式處理的極限 站點(diǎn)既是客戶機(jī)又是服務(wù)器 站點(diǎn)要負(fù)責(zé)對自己資源的管理和訪問, 又有對任何其他站點(diǎn)上資源的同等訪問權(quán),DB,DB,DB,DB,對等處理環(huán)境,C/S模式系統(tǒng)是介于集中式與分布式之間 集中式C/S處理環(huán)境 數(shù)據(jù)集中, 處理分布 客戶請求, 服務(wù)器響應(yīng)的協(xié)作方式 多服務(wù)器C/S處理環(huán)境 數(shù)據(jù)與處理都分布 一個(gè)應(yīng)用可涉及多個(gè)服務(wù)器數(shù)據(jù) 一個(gè)服務(wù)器數(shù)據(jù)可以被多個(gè)客戶機(jī)訪問 對等C/S處理環(huán)境 數(shù)據(jù)與處理都分布 站點(diǎn)可以訪問其他站點(diǎn)數(shù)據(jù)(全局應(yīng)用), 也可以訪問本地?cái)?shù)據(jù)(本地應(yīng)用),有多個(gè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的C/S處理環(huán)境 與分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相同的問題 站點(diǎn)自治性, 透明性 數(shù)據(jù)獨(dú)立 數(shù)據(jù)完整性,網(wǎng)絡(luò),DB,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,DB,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,DB,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,用戶,每個(gè)站點(diǎn)是一個(gè)單數(shù)據(jù)庫服務(wù)器Client/Server結(jié)構(gòu)的DDBS,按功能劃分 服務(wù)器是服務(wù)的提供者, 客戶機(jī)是消費(fèi)者 共享資源 一個(gè)服務(wù)器可以在同一時(shí)刻對許多客戶端提供服務(wù)，并且可以協(xié)調(diào)他們對于共享資源的訪問 不對稱協(xié)議 客戶機(jī)主動請求服務(wù), 服務(wù)器被動等待請求 定位透明性 C/S軟件在客戶機(jī)方屏蔽服務(wù)器地址 混合與匹配 C/S軟件獨(dú)立于硬件或OS,基于消息的交換 消息式服務(wù)，請求與響應(yīng)的媒介 服務(wù)封裝 服務(wù)器決定如何完成服務(wù)請求消息, 消息接口不變, 升級對客戶沒有影響 可擴(kuò)展性 水平擴(kuò)展：添加或移去工作站 垂直擴(kuò)展：移植到更大更快的服務(wù)器或多服務(wù)器 完整性 集中式C/S處理環(huán)境中，server代碼和server數(shù)據(jù)是集中維護(hù)的，帶來的開銷很少，保持了數(shù)據(jù)的完整性和獨(dú)立性,優(yōu)點(diǎn) 提高了投資效率 使處理和被處理的數(shù)據(jù)更接近, 減少了網(wǎng)絡(luò)帶寬和成本的需求 具有圖形用戶界面的PC 支持和倡導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)化和開放系統(tǒng) 多個(gè)用戶共享硬件資源,不足之處 在集中式C/S環(huán)境, 如果應(yīng)用邏輯的主要部分移到服務(wù)器上，服務(wù)器將成為瓶頸 多服務(wù)器應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)復(fù)雜,當(dāng)前的主要模式 C/S兩層結(jié)構(gòu) 肥客戶機(jī)：所有的表示邏輯和應(yīng)用邏輯放到客戶機(jī) 瘦服務(wù)器：只負(fù)責(zé)響應(yīng)用戶請求，全局?jǐn)?shù)據(jù)的訪問和管理 B/S三層結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)層 功能層 表示層,瀏覽器,瀏覽器,瀏覽器,Web 服務(wù)器,DB,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,產(chǎn)品實(shí)例,NetscapeNavigator, Macintosh,Microsoft IIS Windows 2000,OracleUNIX,SQL 關(guān)系,Web頁面客戶代碼數(shù)據(jù),功 能,HTTP客戶客戶端腳本視圖實(shí)例化,HTTP服務(wù)器服務(wù)器端腳本 視圖建立、檢索、更新和刪除,SQL處理 數(shù)據(jù)庫管理,三層客戶機(jī)/服務(wù)器模式結(jié)構(gòu)及各層功能,HTTP請求響應(yīng),ODBC ADO OLE/DB JDBC 本地調(diào)用,瀏覽器,瀏覽器,瀏覽器,Web 服務(wù)器,視圖 處理器,業(yè)務(wù)規(guī)則 處理器,DB,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,（a）多處理器用于視圖和規(guī)則處理,DB1,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器1,（b）多處理器用于分布式處理,DB2,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器2,瀏覽器,瀏覽器,瀏覽器,Web 服務(wù)器,分布式 處理器,展望 服務(wù)器將更加強(qiáng)大，現(xiàn)在就可以是一臺臺式機(jī)，以后會更強(qiáng)大 服務(wù)器更加可靠和健壯，處理器和磁盤的成本將大幅下降 安全性更高，加密解密技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展 高帶寬網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可以使得多層次結(jié)構(gòu)的應(yīng)用更加普及,從集中到分布數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移 將關(guān)鍵數(shù)據(jù)的多個(gè)副本置于不同站點(diǎn),提高數(shù)據(jù)的可用性, 避免“單站點(diǎn)失敗”現(xiàn)象 高效的數(shù)據(jù)訪問, 改進(jìn)數(shù)據(jù)管理性能 容易增加應(yīng)用程序, 用戶數(shù)目和擴(kuò)大規(guī)模 數(shù)據(jù)放在其產(chǎn)生和頻繁使用位置, 減少傳輸, 提高效率,數(shù)據(jù)分布基本形式 復(fù)制數(shù)據(jù)(Replicated Data) 子集數(shù)據(jù)(Subset Data) 重新組織的數(shù)據(jù)(Reorganized Data) 分區(qū)數(shù)據(jù)(Partitioned Data) 獨(dú)立模式數(shù)據(jù)(Separate_Schema Data) 不相容數(shù)據(jù)(Incompatible Data),網(wǎng)絡(luò),DB x,主機(jī),DB x1,DB x2,x1和x2為 x的副本,復(fù)制的數(shù)據(jù),S1,S2,網(wǎng)絡(luò),DB ABC,主機(jī),DB A,DB C,子集數(shù)據(jù),S1,S3,DB B,S2,網(wǎng)絡(luò),DB R,主機(jī),DB A,重新組織的數(shù)據(jù),S1,DB B,S2,數(shù)據(jù)R是由數(shù)據(jù)A和B 經(jīng)過重新組織而獲得的,網(wǎng)絡(luò),地區(qū)A 的記錄,地區(qū)B 的記錄,分區(qū)數(shù)據(jù),地區(qū)C 的記錄,各地區(qū)的記錄 具有相同模式,網(wǎng)絡(luò),生產(chǎn) 數(shù)據(jù),財(cái)務(wù) 數(shù)據(jù),獨(dú)立模式數(shù)據(jù),生產(chǎn) 主機(jī),財(cái)務(wù) 主機(jī),營銷 數(shù)據(jù),營銷 主機(jī),網(wǎng)絡(luò),公司A 的記錄,公司B 的記錄,不相容數(shù)據(jù),公司C 的記錄,各公司的數(shù)據(jù) 存在不相容,數(shù)據(jù)分布技術(shù) 人工抽取 快照 復(fù)制 分片 數(shù)據(jù)分布分析,SAVING,CUSTOMER,EXCHANGERATE,SAVING,CUSTOMER,EXCHANGERATE,網(wǎng)絡(luò),總行,分行1,分行2,分布式數(shù)據(jù)的銀行應(yīng)用系統(tǒng),分行到總行抽取數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)分布分析 是一種統(tǒng)計(jì)方法 根據(jù)應(yīng)用需求決定那些資源需要分布及存放位置 例子：銀行應(yīng)用系統(tǒng) 客戶表存在中央銀行(CB)站點(diǎn), 分行(PB)存有部分?jǐn)?shù)據(jù)復(fù)制 假設(shè)CB站點(diǎn)有10000條記錄, 每天讀2000次, 更新500次 PB站點(diǎn)有1000條記錄,每天讀1000次, 更新100次,分布式數(shù)據(jù)庫位置矩陣,該例子分析方法結(jié)論 分布式數(shù)據(jù)的位置取決于邏輯數(shù)據(jù)和處理(讀和更新)模式, 數(shù)量等特征 數(shù)據(jù)分布是降低整個(gè)分布式系統(tǒng)開銷的有效措施,遠(yuǎn)程請求 遠(yuǎn)程事務(wù) 分布式事務(wù) 分布式請求,遠(yuǎn)程請求 只涉及單個(gè)遠(yuǎn)程服務(wù)器的單個(gè)請求 Select * From Server1.BankDB.Customer Where Server1.BankDB.Customer.City = Beijing,SQL語句,CLIENT PB,SERVER1,遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求,遠(yuǎn)程事務(wù) 允許一個(gè)事務(wù)中包含多個(gè)數(shù)據(jù)訪問請求，這些請求都引用同一個(gè)遠(yuǎn)程服務(wù)器站點(diǎn)上的數(shù)據(jù) Begin Work Select * From Server1.BankDB.Customer Where Server1.BankDB.Customer.City = Beijing Update Server1.BankDB.Branch Set Posted_ind = Yes Commit Work,SQL語句1,CLIENT B1,SERVER1,遠(yuǎn)程事務(wù)處理,SQL語句2,分布式事務(wù) 一個(gè)事務(wù)包含多個(gè)數(shù)據(jù)請求, 每個(gè)請求只能訪問單個(gè)服務(wù)器 Begin Work Select * From ServerB1.BankDB.Employee Where ServerB1.BankDB.Employee.Edlevel=MBA Select * From ServerM.BankDB.Empl_MED Where ServerM.BankDB.Empl_MED.Branch=PB Commit Work,SQL語句1,SERVER M,分布式事務(wù)處理,SERVER B1,SQL語句2,中央CLIENT,BEGIN WORK COMMIT WORK,分布式請求 一個(gè)事務(wù)包含多個(gè)數(shù)據(jù)請求,每個(gè)請求都可以引用駐留于多個(gè)服務(wù)器站點(diǎn)數(shù)據(jù) Begin Work Select * From ServerB1.BankDB.Employee B1, ServerM.BankDB.Empl_MED M Where B1.Empl_ID = M. Empl_ID AND B1. Edlevel = MBA Update Server1.BankDB.Branch Set Posted_ind = Yes Where Server1.BankDB.Branch = B1 Commit Work,SQL語句1,SERVER M,分布式數(shù)據(jù)請求,SERVER B1,SQL語句2,CLIENT,BEGIN WORK COMMIT WORK,SERVER 1,CASE工具 ER Studio, PowerDesigner, Rational Rose, Visio等 可視化程序設(shè)計(jì)工具 VB,VC+ Visual Age, Eclipse, JBuilder Dephi, Powerbuilder 硬核程序設(shè)計(jì)工具 C，C+, Cobol 套裝應(yīng)用程序 MS Office, PerfectOffice, SmartOffice 測試工具 Softbridge, SQA 版本控制工具 SourceSafe, CMVC, Delta等,ODBC的作用,瀏覽器,瀏覽器,瀏覽器,Web 服務(wù)器,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,本地接口,ODBC,關(guān)系數(shù)據(jù)庫Oracle, IBM Db2, Sybase, SQLServer, Access,非關(guān)系數(shù)據(jù)庫,文件處理器,電子郵件,圖象、視頻、其他文檔等,驅(qū)動程序 管理器,連接,語句,結(jié)果集,結(jié)果集元數(shù)據(jù),可調(diào)用語句,預(yù)備語句,實(shí)用程序,MySQL 驅(qū)動程序,OracleL 驅(qū)動程序,JDBC -ODBC橋,ODBC 驅(qū)動程序,MySQL 數(shù)據(jù)庫,Oracle 數(shù)據(jù)庫,Oracle 數(shù)據(jù)庫,SQL 數(shù)據(jù)庫,JDBC的組成部件,瀏覽器,Web 服務(wù)器,DB,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,軟件產(chǎn)品,Inernet explorer,IIS ，ASP，ISAPI，CGI， Java，C+,Oracle，Sybase，IBM DB2，SQLServer,SQL 關(guān)系,Web頁面客戶請求結(jié)果數(shù)據(jù),操作系統(tǒng),Windows 2000 Windows XP,Windows 2003 Windows 2000,基于B/S模式系統(tǒng)的Microsoft實(shí)現(xiàn)方案,HTML， DHTML，XML,ODBC ADO OLE/DB JDBC,Windows 2003 Windows 2000,1985年起提供用于C/S和S/S的SQL*net 分布式體系結(jié)構(gòu)組成 SQL*Net SQL*Connect ORACLE Server,ORACLE在同構(gòu)和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中都支持C/S和S/S結(jié)構(gòu) C/S連接時(shí), 通過連接描述符實(shí)現(xiàn) S/S之間的連接, 或數(shù)據(jù)訪問操作可以用DB鏈路進(jìn)行. Create Database Link Boston Connect to Scott Identified By Tigger Using EducationDB; 查詢時(shí)用Boston存取遠(yuǎn)程Scott/Tigger用戶的EMP表: Select * From EMPBoston;,UPI,SQL*Net,Transparent Network Substrate,Oracle Protocol Adapter,Network Software,OPI,SQL*Net,Transparent Network Substrate,Oracle Protocol Adapter,Network Software,Network Link,Client,Server,Client Application,Oracle Server,Oracle Server,SQL*Net,Transparent Network Substrate,Oracle Protocol Adapter,Network Software,Oracle Server,S