分布式并行数据库研究

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Company Logo,#,单击此处编辑母版标题样式,分布式并行数据库,Basic,分布式并行数据库,Advanced,先进技术与研究方向,Basic,分布式并行数据库,研究背景及意义,分布式并行数据库：,传统数据库局限：数据量的增大，对处理数据速度要求提升,一,个由若干独立自治的数据库系统组成的集合，其中每个成员数据库都提供一组功能，用于实现与其它成员交换数据和服务,。,分布式,计算、并行处理以及网络技术相结合的产物,。,目标：,高性能：速度,提升,&,范围提升,高可用性,分布式并行数据库研究,联想深腾,1800,高性能,服务器,64,个节点（,8,*,8,）,CPU,：,E5620(2.4G,四核,)*2,MEM,：,24G(4G DDRIII 1333*6,根）,DISK,：,500G 3.5,寸,SATA,硬盘 *,1,块,分布式并行数据库研究,发展历程,20,世纪,70,年代：,关系代数操作的并行化和实现关系操作的专用硬件设计,80,年代后期：,并行数据库的物理组织、操作算法、优化和调度策络,从,90,年代至今,：数据操作的时间并行性和空间并行性上,分布式并行数据库研究,Advanced,先进技术与研究方向,Advanced Content,分布式并行数据库研究,1,2,3,4,发展趋势与研究现状,分布式数据库事务管理,分布式数据库并发控制,分布式数据库可靠性度量,发展,趋势,分布式并行数据库研究,物理组织,操作算法,的,设计、分析,与实现,查询,优化,处理,构造某种,透明性的分布式数据库,，支持,对物理上分布的多个,数据库全局,访问和数据库之间的互操作性,国内外研究,现状,分布式并行数据库研究,D,B,C,A,异构分布式数据库技术,网络数据库技术,移动数据库,分布式并行数据库系统,所有连入网络并提供信息服务的自治数据库的集合,移动计算机可以在不同的地方,连通网络。,物理分布,性,逻辑,整体性,节点自治性,Efficient Keyword Search Across Heterogeneous Relational Databases,2,中介绍提出的,Kite,算法是在异构的关系型数据库的关键字搜索问题的一种解决方案,。,结合模式匹配,和结构发现技术，通过外键找到异构数据库之间的连接,。然后,利用连接自动发现,，,跨越多个,数据库,，实现快速和有效,的分布式,数据查询,。,这样,跨越多个数据库和关系的查询结果的,连接,具有重要意义,。,论文贡献（实验表明）,：,查询,处理算法是有效,的,该,算法可以在跨越多个异构数据库的查询中，提供高品质的查询结果，而无需人为的调节。,分布式并行数据库研究,异构分布式数据库,移动数据库,P. PETRANET: a Power Efficient Transaction Management Technique for Real-Time Mobile Ad-hoc, Network Databases,5,中，,Gruenwald, L.,提出了一个,PETRANET,系统原型，并在军事数据库应用程序开发中实现，有效解决了,Ad hoc,网络动态、能量有限、交易限制等,问题,。,论文贡献：,实现,了低功耗事务管理技术，实时移动,Ad-hoc,网络数据库。,分布式并行数据库研究,分布并行数据库系统,Research on constructing distributed large database based on J2EE,随着,信息的不断扩大和网络的普及，单一的数据库访问方式，不能满足用户的需求。访问分布式数据库的要求增加,。,6,基于,Alchemi,算法，实现分布式数据库查询的网格计算体系结构。用计算网格技术构建分布式数据库,，通过,实验验证了算法的查询效率和准确性,。,论文贡献：高效率，高准确性,分布式并行数据库研究,分布式数据库中的事务,管理,概念,分布式并行数据库研究,主事务,事务的开始、提交和异常终止,全局,事务,即一个分布式事务,子,事务,完成对相应节点上数据库的访问操作,分布式数据库中的事务,管理,分布式事务执行的控制模型,分布式并行数据库研究,主从控制,模型,三角,控制,模型,层次,控制,模型,分布式数据库中的事务,管理,主从,控制模型,分布式并行数据库研究,分布式数据库中的事务,管理,三角控制,模型,避免了在分布式事务管理器与局部事务管理器之间不必要的数据传输,分布式并行数据库研究,分布式数据库中的事务,管理,层次控制模型,接收到的事务优化成另一个分布式事务，并将其分布到相关的其他局部事务管理器,上去,分布式并行数据库研究,分布式数据库系统的并发,控制,并发,控制的,概念,并发控制就是合理控制对数据库的并发访问及维护数据库的正确性,以,集中式数据库的并发控制为基础，,主要,保证,多,个分布式事务队数据并发执行的正确性,。,悲观并发控制,法,VS,乐观,并发控制,法,封锁算法和时间戳算法,分布式并行数据库研究,分布式数据库系统的并发控制,并发控制的两阶段封锁,技术,分布式并行数据库研究,1,并发更新存在问题：,读,到错误数据、得到不可再生的结果、数据库混乱、丢失更新、数据的交错更新等问题,2,基本思想：所有事务在对任何数据库元素读写之前要获得对该数据库元素的封锁，而且在释放了一个封锁之后，事务不能再获得任何其他封锁。,3,两阶段：,增长阶段，事务获得封锁，,收缩阶段，事务释放封锁。,保证该调度是可串行,化,分布式数据库系统的并发控制,基于时间戳的并发,控制技术,基于时间戳的并发控制算法与基于封锁的算法不同，它并不试图通过互斥来支持串行性，而是选择一个事先的串行次序依次执行事务,。,事务,管理器将给每个事务,Ti,分配一个在整个系统唯一的时间戳,Ts(Ti,),时间,戳是用来唯一地识别每个事务并允许排序地标识符,。,分布式并行数据库研究,分布式数据库系统的并发控制,时间戳算法规则,分布式并行数据库研究,(1),每个事务在激活时得到系统赋予的时间戳。,(2),事务执行的每一个读写操作均具有该事务的时间戳。,(3),对于每个数据项,x,，记录了最大的时间戳的读操作和最大的时间戳的写操作。称之为,x,的读操作的时间戳,RTM(x),和,X,的写时间戳,WTM(x),。,(4),令,TS,为对,x,的写操作的时间戳。如果,TSWTM(x),，则拒绝该读操作，并重启动该事务，否则执行读操作，且把,X,的读时间戳改为,TS,。,(5),令,TS,为对,x,的写操作的时间戳。如果,TSRTM(X),或,TSWTM(X),，则拒绝该操作并重新启动该事务，否则执行写操作并把,WTM(x),改为,TS,。,分布式数据库系统的并发控制,分布式数据库系统中的死锁,处理,解决死锁的主要方法有两类,：,使用,预防死锁协议，避免系统进入死锁状态,；,允许,系统进入死锁状态，在系统进入死锁状态以后使用死锁检测和恢复机制使系统摆脱死锁。,分布式并行数据库研究,分布式数据库中的,可靠性,数据库,在一个给定的时间间隔内不产生任何失败的概率,。,可靠性度量,平均故障间隔时间,(MTBF,),平均修复时间,(MTTR),。,不一致性监测,检查点检测,方式,，,心跳,检测方式,分布式并行数据库研究,正确性,可靠性函数,R(t),总结,分布式并行,数据库,高性能、高可用性，广泛应用,一致性,机制,保证分布式并行数据库系统能正常提供数据库服务的基础,并发控制,可,有效的预防分布式事务中的死锁,现象,不一致性,检测,使系统及时地恢复到最佳运行状态，提高了分布式并行数据库系统的可用性。,分布式并行数据库研究,展望,分布式并行数据库研究,并行数据库的物理组织,并行数据操作算法的设计、分析与实现,并行数据库查询的优化,处理,Thank You !,