06.13 「軟考高級軟件架構師」數據庫-分佈式數據庫系統概念及架構

後期小編將整理關於分佈式系統和雲計算相關文章。現在先了解一下分佈式數據庫的基礎，為以後的分佈式系統奠定基礎。

近些年來，隨著計算機技術和網絡技術的飛快發展，特別是Internet的興起，分佈式數據庫系統得到了很快的發展和應用。

分佈式數據庫（Distributed DataBase,DDB）比較明確的定義：分佈式數據庫是由一組數據組成的，這組數據分佈在計算機網絡的不同計算機上，網絡中的每個節點具有獨立的處理能力，稱為場地自治，它可以執行局部應用，同時每個節點也能通過網絡通信子系統執行全部應用。負責分佈式數據庫的建立、查詢、更新、複製、管理和維護的軟件，稱為分佈式數據庫管理系統（Distributed DataBase Management System，DDBS）。分佈式數據庫管理系統是分佈式數據庫系統的核心。

分佈式數據庫系統的特點：1.數據的分佈性；2.統一性；透明性。

分佈式數據庫的架構

分佈式數據庫系統的模式架構有6個層次（實際的系統並非都有這種架構），如下圖

分佈式數據庫的模式架構圖

從上圖可以看出模式結構從整體上可以分為兩大部分：下半部分是集中式數據庫的模式結構，代表了各個局部場地上局部數據庫系統的基本結構；上半部分是分佈式數據庫系統增加的模式級別。

1. 全局外模式，它們是全局應用的用戶視圖，是全局概念模式的子集。
2. 全局概念模式，它定義的是分佈式數據庫中數據的整體邏輯結構，數據就如同沒有分佈一樣，可用傳統的集中式數據庫中採用的方法定義。
3. 分片模式，每個全局關係可以劃分為若干不相交的部分，每個部分稱為一個片段，即“數據分片”。分片模式就是定義片段及全局關係到片段的映像。這種映像是一對多的關係，即每個片段來自一個全局關係，而一個全局關係可以對應多個片段。
4. 分佈模式，由數據分片得到片段仍然是DDB的全局數據，是全局關係的邏輯部分，每一個片段的物理上可以分配到網絡的一個或多個不同節點上。分佈模式定義片段的存放節點。分佈模式的映像類型確定了分佈式數據庫是冗餘的還是非常冗餘的。若映像是一對多，即一個片段分配到多個節點上存放，則是冗餘的分佈式數據庫，否則不是冗餘分佈式數據庫。
5. 局部概念模式。一個全局關係經過邏輯劃分為一個或多個邏輯片段，每個邏輯片段被分配到一個或多個場地上，稱為該邏輯片段在某個場地上的物理映像或物理片段。
6. 局部內模式。是DDB中關於物理數據庫的描述，類似於集中式DB中的內模式，但其描述的內容不僅包括局部本場地的數據的存儲描述，還包括全局數據在本場地的存儲描述。

分佈式數據庫管理系統是負責管理分佈式數據系統的任務，首先就是把用戶和分佈式數據庫隔離開來，使其對用戶而言，整個分佈式數據庫就好像是一個傳統的集中式數據庫。

分佈式數據庫管理系統的結構圖