客户机服务器模式与分布式数据库

第 九 章 客 户 机 /服 务 器 模 式 与分 布 式 数 据 库 C/S计 算 模 式 概 念 客 户 机 /服 务 器 概 念 最 早 用 于 软 件 体 系 结 构 提 出 请 求 的 应 用 程 序 服 务 应 用 的 服 务 程 序 协 作 式 处 理 方 式 客 户 机 和 服 务 器 都 参 与 一 个 应 用 程 序 的 处 理 软 件 成 分 相 互 协 作 完 成 特 定 应 用 功 能 请 求 /服 务 模 式 硬 件 资 源 提 供 软 件 成 分 相 互 协 作 的 设 施 客 户 机 /服 务 器 模 式 客 户 机客 户 机客 户 机 应 用服 务 器通 信服 务 器打 印服 务 器文 件服 务 器数 据 库服 务 器请 求响 应 响 应 请 求客 户 机 /服 务 器 模 式 C/S环 境 下 应 用 成 分 的 分 布 4部 分 界 面 表 示 逻 辑 业 务 处 理 逻 辑 数 据 处 理 逻 辑 数 据 库 管 理 应 用 程 序界面表示逻辑 业务处理逻辑 数据处理逻辑 数据库管理GUI 3GL4GL SQL ORACLESYBASEDB2 DB组 成 应 用 程 序 的 四 个 成 分 C/S模 式 的 体 系 结 构 (1) 服 务 器 提 供 高 速 大 容 量 的 存 储 能 力 , 强 大 的 数 据 处理 和 管 理 能 力 , 运 行 多 个 进 程 能 力 文 件 服 务 器 数 据 库 服 务 器 事 务 服 务 器 文 档 服 务 器 用 户客 户 机 用 户客 户 机 用 户客 户 机文 件 服 务 打 印 服 务 数 据 库 服 务文 件 打 印 机 DB 客户机中间件服务器客 户 机 /服 务 器 模 式 体 系 结 构 示 意 图 文 件GUI应 用 程 序文 件 服 务 器客 户 机服 务 器 文 件 服 务 器 GUI应 用 程 序数 据 库 服 务 器客 户 机服 务 器 数 据 SQL命 令DB数 据 库 服 务 器 GUI应 用 程 序应 用 程 序 事 务客 户 机服 务 器 数 据 应 用 程 序专 用 事 务DB事 务 处 理 服 务 器数 据 库 服 务 器 C/S模 式 的 体 系 结 构 (2) 客 户 机 完 成 界 面 表 示 和 一 些 业 务 逻 辑 功 能 , 非 图 形 化 /图 形 化 (GUI)用 户 接 口 面 向 对 象 接 口 (OOI) 公 共 应 用 程 序 字 处 理 , 报 表 编 制 , 图 形 软 件 等 数 据 库 前 端 软 件 应 用 生 成 和 开 发 软 件 PowerBuilder, VisualC+等 中 间 件 泛 指 客 户 机 与 服 务 器 之 间 的 软 件 数 据 库 , 事 务 处 理 , 组 件 , 对 象 中 间 件 等 C/S模 式 定 位 (1) 主 机 处 理 系 统 所 有 程 序 在 一 个 主 机 上 运 行 优 点 集 中 式 , 安 全 性 和 海 量 数 据 存 储 设 备 管 理 能 力 支 持 大 量 并 发 用 户 IBM机 上 数 据 库 支 持 1000多用 户 缺 点 系 统 采 购 和 维 护 费 用 大 特 殊 的 支 持 设 施 等 Modem Modem Host CPUDBMSAPPs DB主 机远 程 终 端 本 地 终 端主 机 处 理 环 境 C/S模 式 定 位 (2) 文 件 处 理 系 统 应 用 处 理 (包 括 数 据 处 理 )都 发 生 在 PC工 作 站 服 务 器 仅 从 硬 盘 查 询 所 需 要 的 文 件 通 过 网 络发 送 给 用 户 缺 点 用 户 计 算 能 力 局 限 于 本 地 PC工 作 站 多 用 户 共 享 文 件 时 , 仍 然 需 要 分 别 发 送 到 每 个 PC 只 满 足 小 规 模 工 作 组 应 用 需 求 LANAPPsPC APPsPC工 作 站NOS文 件 服 务 器 打 印 机修 改 过 的 文 件 送 回 服 务 器数 据 文 件 送 给 PC文 件 共 享 处 理 环 境 C/S模 式 定 位 (3) C/S处 理 系 统 “ 恰 到 好 处 的 规 模 ” 典 型 应 用 是 数 据 库 技 术 LANAPPsPC APPsPC APPsPCUNIXDBMS查 询 结 果 查 询 请 求DB客 户 机 /服 务 器 处 理 环 境 C/S模 式 定 位 (4) 多 处 理 器 服 务 系 统 存 在 两 个 或 两 个 以 上 服 务 器 的 C/S系 统 通 过 “ S对 S的 对 话 ” 向 其 他 服 务 器 发 出 请 求 企 业 级 大 型 应 用 平 台 LAN / WANAPPsPC 客 户 机 APPsPCUNIXDBMS结 果 请 求DB 图 8-11 多 服 务 器 处 理 环 境MVSDBMS DB网 关 /网 桥NOS文 件 服 务 器远 程 访 问 C/S模 式 定 位 (5) 对 等 处 理 系 统 C/S系 统 的 最 终 归 宿 , 是 协 作 式 分 布 式 处 理 的极 限 站 点 既 是 客 户 机 又 是 服 务 器 站 点 要 负 责 对 自 己 资 源 的 管 理 和 访 问 , 又 有对 任 何 其 他 站 点 上 资 源 的 同 等 访 问 权 APPs APPsAPPs APPs DBDBDBDB 对 等 处 理 环 境 C/S模 式 定 位 (6) C/S模 式 系 统 是 介 于 集 中 式 与 分 布 式 之 间 集 中 式 C/S处 理 环 境 数 据 集 中 , 处 理 分 布 客 户 请 求 , 服 务 器 响 应 的 协 作 方 式 多 服 务 器 C/S处 理 环 境 数 据 与 处 理 都 分 布 一 个 应 用 可 涉 及 多 个 服 务 器 数 据 一 个 服 务 器 数 据 可 以 被 多 个 客 户 机 访 问 对 等 C/S处 理 环 境 数 据 与 处 理 都 分 布 站 点 可 以 访 问 其 他 站 点 数 据 (全 局 应 用 ), 也 可 以 访 问 本 地 数 据 (本 地 应 用 ) C/S模 式 定 位 (7) 有 多 个 数 据 库 服 务 器 的 C/S处 理 环 境 分 布 式 数 据 库 系 统 场 地 自 治 , 透 明 数 据 独 立 数 据 完 整 性 DB数 据 库 服 务 器客 户 机 客 户 机 客 户 机用 户 客 户 机 客 户 机 客 户 机 用 户DB数 据 库 服 务 器DB数 据 库 服 务 器客 户 机 客 户 机 客 户 机 用 户每 个 站 点 是 一 个 单 数 据 库 服 务 器 Client/Server结 构 的 DDBS C/S模 式 的 特 点 (1) 按 功 能 划 分 服 务 器 是 服 务 的 提 供 者 , 客 户 机 是 消 费 者 共 享 资 源 不 对 称 协 议 客 户 机 主 动 请 求 服 务 , 服 务 器 被 动 等 待 请 求 定 位 透 明 性 C/S软 件 在 客 户 机 方 屏 蔽 服 务 器 地 址 混 合 与 匹 配 C/S软 件 独 立 于 硬 件 或 OS C/S模 式 的 特 点 (2) 基 于 消 息 的 交 换 消 息 式 服 务 请 求 与 响 应 的 媒 介 服 务 封 装 服 务 器 决 定 如 何 完 成 服 务 请 求 消 息 , 消 息 接 口 不变 , 升 级 对 客 户 没 有 影 响 可 扩 展 性 水 平 扩 展 添 加 或 移 去 工 作 站 垂 直 扩 展 移 植 到 更 大 更 快 的 服 务 器 或 多 服 务 器 完 整 性 C/S模 式 的 优 缺 点 (1) 优 点 提 高 了 投 资 效 率 使 处 理 和 被 处 理 的 数 据 更 接 近 , 减 少 了 网 络带 宽 和 成 本 的 需 求 具 有 图 形 用 户 界 面 的 PC 支 持 和 倡 导 标 准 化 和 开 放 系 统 多 个 用 户 共 享 硬 件 资 源 C/S模 式 的 优 缺 点 (2) 不 足 之 处 在 集 中 式 C/S环 境 , 服 务 器 将 成 为 瓶 颈 多 服 务 器 应 用 系 统 的 开 发 和 设 计 复 杂 分 布 式 数 据 (1) 从 集 中 到 分 布 数 据 的 转 移 将 关 键 数 据 的 多 个 副 本 置 于 不 同 站 点 ,提 高 数据 的 可 用 性 , 避 免 “ 单 站 点 失 败 ” 现 象 高 效 的 数 据 访 问 , 改 进 数 据 管 理 性 能 容 易 增 加 应 用 程 序 , 用 户 数 目 和 扩 大 规 模 数 据 放 在 其 产 生 和 频 繁 使 用 位 置 , 减 少 传 输 , 提 高 效 率 分 布 式 数 据 (2) 数 据 分 布 基 本 形 式 复 制 数 据 (Replicated Data) 子 集 数 据 (Subset Data) 重 新 组 织 的 数 据 (Reorganized Data) 分 区 数 据 (Partitioned Data) 独 立 模 式 数 据 (Separate_Schema Data) 不 相 容 数 据 (Incompatible Data) DBx 主 机 DBx1DBx2 x1和 x2为x的 副 本 复 制 的 数 据 S1S2 DBABC 主 机 DBADBC 子 集 数 据 S1S3 DBBS2 DBR 主 机 DBA重 新 组 织 的 数 据 S1 DBBS2数 据 R是 由 数 据 A和 B经 过 重 新 组 织 而 获 得 的 地 区 A的 记 录 主 机 地 区 B的 记 录分 区 数 据 地 区 C的 记 录各 地 区 的 记 录具 有 相 同 模 式 主 机主 机 生 产数 据财 务数 据 独 立 模 式 数 据 生 产主 机财 务主 机 营 销数 据营 销 主 机 公 司 A的 记 录 主 机 公 司 B的 记 录不 相 容 数 据 公 司 C的 记 录各 地 区 的 记 录具 有 相 同 模 式 主 机主 机 分 布 式 数 据 (3) 数 据 分 布 技 术 人 工 抽 取 快 照 复 制 分 片 数 据 分 布 分 析 SAVINGCUSTOMEREXCHANGERATESAVINGCUSTOMER EXCHANGERATE SAVINGCUSTOMEREXCHANGERATE总 行分 行 1 分 行 2分 布 式 数 据 的 银 行 应 用 系 统 分 行 到总 行 抽取 数 据 分 布 式 数 据 (4) 数 据 分 布 分 析 统 计 方 法 根 据 应 用 需 求 决 定 那 些 资 源 需 要 分 布 及 存 放位 置 例 子 银 行 应 用 系 统 客 户 表 存 在 中 央 银 行 (CB)站 点 , 分 行 (PB)存 有 部分 数 据 复 制 假 设 CB站 点 有 10000条 记 录 , 每 天 度 2000次 , 更 新500次 PB站 点 有 1000条 记 录 ,每 天 读 1000次 , 更 新 100次 10001002000500READUPDATE PBCB 站 点操 作 11002500600NYYYNY123 PBCB 网 络 开 销数 据 分 布 站 点配 制 方 法 分 布 式 数 据 库 位 置 矩 阵 分 布 式 数 据 (5) 该 例 子 分 析 方 法 结 论 分 布 式 数 据 的 位 置 取 决 于 逻 辑 数 据 和 处 理 (读 和更 新 )模 式 , 数 量 等 特 征 数 据 分 布 是 降 低 整 个 分 布 式 系 统 开 销 的 有 效 措 施 分 布 式 数 据 的 访 问 (1) 远 程 请 求 远 程 事 务 分 布 式 事 务 分 布 式 请 求 分 布 式 数 据 的 访 问 (2) 远 程 请 求 只 涉 及 单 个 远 程 服 务 器 的 单 个 请 求Select * From Server1.BankDB.Customer Where Server1.BankDB.Customer.City = Beijing SQL语 句CLIENT PB SERVER1CUSTOMER 远 程 数 据 请 求 分 布 式 数 据 的 访 问 (3) 远 程 事 务 允 许 一 个 事 务 中 包 含 多 个 应 用 同 一 个 远 程 服务 器 站 点 的 数 据 访 问 请 求Begin Work Select * From Server1.BankDB.Customer Where Server1.BankDB.Customer.City = Beijing Update Server1.BankDB.Branch Set Posted_ind = YesCommit Work SQL语 句 1CLIENT B1 SERVER1CUSTOMER 远 程 事 务 处 理 分 行SQL语 句 2 分 布 式 数 据 的 访 问 (4) 分 布 式 事 务 一 个 事 务 包 含 多 个 数 据 请 求 , 每 个 请 求 只 能 访 问 单 个服 务 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语 句 1 SERVER MMEDICAL 分 布 式 事 务 处 理SERVER B1CUSTOMER SQL语 句 2中 央 CLIENTBEGIN WORK COMMIT WORK 分 布 式 数 据 的 访 问 (5) 分 布 式 请 求 一 个 事 务 包 含 多 个 数 据 请 求 ,每 个 请 求 都 可 以引 用 驻 留 于 多 个 服 务 器 站 点 数 据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语 句 1 SERVER MEMPLOYEE分 布 式 数 据 请 求SERVER B1SQL语 句 2CLIENTBEGIN WORK COMMIT WORK EMPL_MEDBRANCH SERVER 1 C/S模 式 应 用 系 统 开 发 特 点 用 户 界 面 设 计 业 务 规 则 设 计 可 视 化 程 序 设 计 事 件 驱 动 的 程 序 设 计 PowerBuild等 ORACLE分 布 DB(1) 1985年 起 提 供 用 于 C/S和 S/S的 SQL*net 分 布 式 体 系 结 构 组 成 SQL*Net SQL*Connect ORACLE Server 分 布 式 系 统 功 能 ORACLE在 同 构 和 异 构 网 络 环 境 中 都 支 持C/S和 S/S结 构 C/S连 接 时 , 通 过 连 接 描 述 符 实 现 S/S之 间 的 连 接 , 或 数 据 访 问 操 作 可 以 用 DB链 路 进 行 . Create Database Link Boston Connect to Scott Identified By Tigger Using EducationDB;查 询 时 用 Boston存 取 远 程 Scott/Tigger用 户 的 EMP表 : Select * From EMPBoston; 分 布 式 查 询 远 程 查 询 查 询 语 句 涉 及 一 个 远 程 DB, 通 过 DB链 路 来存 取 远 程 DB中 的 数 据 分 布 式 查 询 查 询 语 句 涉 及 两 个 或 以 上 的 远 程 数 据 库 查 询 UPISQL*NetTransparent Network SubstrateOracle Protocol AdapterNetwork Software OPISQL*NetTransparentNetwork SubstrateOracle ProtocolAdapterNetwork SoftwareNetwork LinkClient ServerClient Application Oracle ServerC/S会 话 组 成 ORACLE分 布 DB(2) UPI代 码 包 括 分 析 SQL语 句 , 语 法 检 验 为 SQL打 开 一 个 游 标 将 Client应 用 程 序 变 量 连 接 到 共 享 Server内 存 根 据 Server数 据 字 典 信 息 描 述 返 回 域 的 内 容 在 游 标 空 间 中 执 行 SQL语 句 给 Client应 用 程 序 取 一 条 或 多 条 记 录 关 闭 游 标 OPI有 完 整 功 能 与 UPI对 应 ORACLE分 布 DB(3) SQL*Net的 任 务 是 建 立 和 保 持 Client程 序与 Server DB间 的 连 接 , 并 完 成 两 者 之 间 的信 息 转 换 TNS从 网 络 应 用 程 序 中 接 受 请 求 , 并 解 决所 有 机 器 级 的 连 接 问 题 , TNS将 控 制 传 递给 DB服 务 器 的 一 个 协 议 适 配 器 , 形 成 特定 网 络 的 调 用 ORACLE分 布 DB(4) 数 据 操 作 同 步 发 送 数 据 同 步 接 收 数 据 异 步 发 送 数 据 异 步 接 收 数 据 Oracle ServerSQL*NetTransparent Network SubstrateOracle Protocol AdapterNetwork Software Oracle ServerSQL*NetTransparentNetwork SubstrateOracle ProtocolAdapterNetwork SoftwareNetwork LinkServer ServerOPI OPIS/S会 话 组 成 表 复 制 策 略 手 工 复 制 Export/Import Create Table 命 令 Copy命 令 SQL*Plus中 使 用 快 照 触 发 子 复 制 同 步 复 制 例 : 本 地 DB的 一 个 EMP表 , 需 要 在 sf数 据 库 链所 指 定 的 远 程 DB中 复 制 改 EMP表 . Create Trigger Emp-Replica Before Insert or Update on Emp For Each Row Declare Begin If Inserting Then If :new .flag is Null Then Insert Into Empsf Values (:new.empno, :new,ename, .,B) :new.flag = A Endif Else /* Updating */ If :new.flag = :old.flag Then Update Empsf Set ename = : new.ename,. Flag = :new.empno Where empno = :new.empno; If :old.flag = A Then :new.flag = B Else :new.flag = A Endif Endif EndifEnd 触 发 子 复 制 表