分布式数据库系统在DBMS中的功能

分布式数据库本质上是分散在许多站点上的数据库，即，在不同的计算机上或计算机网络上，并且不局限于单个系统。分布式数据库系统分布在具有不同物理组件的多个位置。当来自世界各地的不同的人需要访问某个数据库时，这是必要的。必须这样处理它，对用户来说，它似乎是一个单一的数据库。

类型:

1.同构数据库:同构数据库在所有位置统一存储数据。所有站点都使用相同的操作系统、数据库管理系统和数据结构。因此，它们很容易处理。

2.异构数据库:对于异构分布式数据库，许多位置可能使用各种软件和模式，这可能导致查询和事务方面的问题。此外，一个地点甚至不可能知道其他地点的存在。不同的机器可以使用不同的操作系统和数据库应用程序。他们甚至可以使用单独的数据库数据模型。因此，翻译对于跨不同站点的通信是必要的。

分布式数据存储

使用分布式数据存储，数据可以以两种方式存储在多个地方:

1.复制- - - - - -使用这种策略，连接的每个方面都冗余地保存在两个或多个位置。如果从每个位置都可以访问整个数据库，那么它就是一个完全冗余的数据库。作为复制的结果，系统保留数据的副本。

这样做有好处，因为它可以在许多位置访问更多的数据。此外，查询请求现在可以并行处理。

但是，也有一些缺点。数据必须经常更新。在一个站点执行的所有更改必须在存储该关系的每个站点记录，以避免结果不一致。头顶上有一种声音。此外，由于现在必须跨多个站点监视并发访问，因此并发管理变得复杂得多。

2.碎片,在这种方法中，关系被分解成更小的片段，每个片段保存在需要的许多位置。为了确保没有数据丢失，必须以允许重建原始关系的方式创建这些块。由于碎片不会导致重复数据，因此一致性不是问题。

人际关系的破裂有两种方式:

• 使用行将关系分成元组组会导致水平碎片，其中每个元组至少分配给一个片段。
• 垂直碎片，也称为按列分割，发生在关系的模式被分割成更小的模式时。为了保证无损连接，每个片段中必须存在一个公共候选键。

有时会采用结合碎片和复制的策略。

分布式数据库的使用

• 企业管理信息系统就是利用了它。
• 多媒体应用程序利用它。
• 用于连锁酒店、军事指挥系统等。
• 生产控制系统也利用了它。

一种被称为分布式数据库系统的数据库管理系统将数据存储在通过网络连接的多台计算机或站点上。分布式数据库系统中的每个位置都有自己的数据库，这些数据库连接在一起创建一个单一的集成系统。

分布式数据库系统的主要优点是，它可以提供比集中式数据库系统更高的可用性和可靠性。由于数据分布在多个位置，即使一个或多个位置出现故障，系统仍然可以运行。此外，通过将数据和处理负担分散到多个站点，分布式数据库系统可以提供优越的性能。

对于分布式数据库系统，有几种可能的架构，包括:

客户机-服务器体系结构:用户连接到控制分布式数据库系统的中央服务器。服务器负责维护数据存储、控制访问和组织事务。

点对点架构:在这种设计下，每个分布式数据库系统站点都与其他站点相链接。每个网站都负责监督自己的数据管理，并组织与其他网站的业务。

联邦架构:在这种体系结构中，分布式数据库系统中的每个站点维护一个单独的、独立的数据库。然而，数据库是通过中间件层连接起来的，该中间件层提供了用于访问和查询数据的标准接口。

分布式数据库系统的应用程序包括电子商务、金融服务和电话。在创建和管理分布式数据库系统时，必须对数据传播、复制和一致性等问题进行深思熟虑。

在分布式或去中心化的多代理平台中用于达成共识的过程。传递消息的机制取决于它。

例子:

网络的进程共同选择领导者。每一个程序都是从领导地位的竞标开始的。共识用于经典或传统的分布式系统中，以提供可靠性和容错性。它表明，在一个去中心化的环境中，每个参与方都是独立的，有自己的决定权，某些节点或参与方有可能故意或不当地行动。所以，在某些特定的情况下，得出结论或分享观点是至关重要的。因此，最大的挑战是在人们可能故意或不当地破坏操作的情况下达成共识。因此，在这种类型的分布式系统中，我们的目标是维护可靠性，这是指即使周围有坏人，也要确保系统正常工作。

达成分布式共识的方法:

为了达成分布式共识，必须满足以下几个要求:

• 每一个无缺陷的过程最后都必须做出决定。
• 共识-每个无缺陷程序的结果必须相同。
• 有效性——每个非故障进程在开始和结束时必须具有相同的值。
• 正直——每个合适的人只能决定一种价值，而这种价值必须由其他人来实现。

基本上，我们应该得到一个必须代表某个过程的初始值的结论，因为如果商定的值不能反映任何人的第一偏好，那么做出决定是荒谬的。

分布式共识协议的准确性

它可以用下面两个特征来描述。

• 安全属性:此功能保证您和网络中的正确人员都不会收敛于错误的值。
• 根据活力属性，每一个适当的价值最终都必须被接受，这意味着最终会发生积极的事情。

分布式共识应用:

• 在容错环境中选举领导人，在不增加单点故障的情况下启动全球倡议。
• 分布式网络中的一致性维护。假设不同的节点都在监视同一个环境。共识过程保证在其中一个节点崩溃的情况下对此类缺陷具有弹性。

从本质上讲，分布导致系统的设计和执行变得更加复杂。实现以下潜在利益:

• 网络的透明度
• 更高的可靠性
• 性能改进
• 促进扩张

集中式DBMS的功能:

• 集中式DBMS的基本目的是为我们提供数据的全貌。例如，我们可以运行查询来查看全球有多少人渴望购买。
• 与其他分布式系统相比，易于管理是集中式DBMS的第二个基本特征。

除了集中式DBMS功能外，分布式数据库还必须能够完成以下任务。

分布式数据库系统特点:

• 数据跟踪——通过扩展DDBMS目录，DDBMS的主要目的是监控数据传播、碎片化和复制。
• 分布式查询处理——DDBMS的主要作用本质上是它连接到远程位置并通过通信网络在它们之间来回发送数据和查询的能力。
• 复制数据管理:DDBMS的基本工作是选择要访问的复制数据项的哪个副本，并确保这些副本是一致的。
• 使用分布式数据库可以从单个站点崩溃和全新类型的故障(包括通信线路中断)中恢复。
• 安全性——DDBMS的基本工作是在正确管理用户授权和数据安全性的同时执行分布式事务。
• 分布式目录管理——目录本质上是数据库中数据的存储库。该目录可以是每个站点的本地目录，也可以是整个DDB的全局目录。目录的放置和传播可能存在设计和政策上的困难。
• 分布式数据库管理系统(DDBMS)的基本任务是为从许多站点访问数据的查询和事务设计执行计划，同步对分布式数据的访问，并且从本质上讲，保持整个数据库的完整性。

然而，这些特性使得DDBMS比集中式DBMS更加困难。

地理上分散在许多站点上的几个相互连接的数据库组成了分布式数据库系统。分布式数据库系统主要完成以下任务:

• 数据分发:在多个站点之间分发数据是分布式数据库系统的主要任务之一。这样可以最大限度地减少需要通过网络发送的数据量，并确保数据存储在需要的地方附近。
• 在分布式数据库系统中，跨不同站点的数据复制是可能的。即使其中一个位置发生故障，复制也可以使数据可用，这增加了系统的可用性和可靠性。
• 数据碎片化是将一个巨大的数据库分成更小的部分，并将它们分发到许多网站的过程。通过降低需要通过网络传输的数据量，可以帮助提高系统性能。
• 处理用户请求并从分布式数据库系统获取信息称为查询处理。为了响应用户请求，可能需要聚合来自多个站点的数据，这是一个具有挑战性的过程。
• 事务管理:在分布式数据库系统中，事务可能发生在多个位置。这些交易的协调是必要的，以保证其准确有效地完成。
• 安全和访问控制:确保分布式数据库系统中的数据是安全的，并且访问是受限制的，这一点至关重要。为了防止数据被非法访问或更改，必须采取适当的安全措施和访问控制机制。
• 管理大量数据和用户请求的能力取决于分布式数据库系统的效率，必须对其进行调优。这可能需要提高网络性能、优化查询处理算法或调整数据库参数。
• 系统管理:系统管理是监督和维护分布式数据库系统的过程。这可能需要做一些事情，比如备份数据、跟踪系统性能和修复系统问题。

DBMS需要一个分布式数据库

让我们从数据库及其多种类型开始。

有组织的信息集合称为数据库。在数据库中，可以方便地访问、管理、修改、更新、控制和组织数据。

数据库的两大类主要是分布式数据库和集中式数据库。为什么我们甚至需要DBMS中的分布式数据库是近在眼前的问题。目前，让我们假设我们只有集中式数据库。

• 所有的数据将被输入到一个单一的数据库。将其大小增加到甚至需要花费很长时间来查询单个条目的程度。
• 由于我们只有一个数据库，如果出现问题，我们将无法满足用户的请求。
• 即使我们想这样做，也没有办法进行扩展，而且可用性也会降低，从而降低吞吐量。

吞吐量、延迟、可伸缩性、可用性、容错以及在使用单个系统和单个数据库时可能出现的许多其他困难都可以通过分布式数据库解决。