客戶機服務器模式與分布式數(shù)據(jù)庫.ppt

第十三章 客戶機/服務器模式與分布式數(shù)據(jù)庫,C/S計算模式,概念 客戶機/服務器概念最早用于軟件體系結構 提出請求的應用程序 服務應用的服務程序 協(xié)作式處理方式 客戶機和服務器都參與一個應用程序的處理 軟件成分相互協(xié)作完成特定應用功能 請求/服務模式 硬件資源提供軟件成分相互協(xié)作的設施 客戶機/服務器模式,客戶機,客戶機,客戶機,網(wǎng)絡,應用 服務器,通信 服務器,打印 服務器,文件 服務器,數(shù)據(jù)庫 服務器,請求,響應,響應,請求,客戶機/服務器模式,C/S環(huán)境下應用成分的分布,4部分 界面表示邏輯 業(yè)務處理邏輯 數(shù)據(jù)處理邏輯 數(shù)據(jù)庫管理,DB,組成應用程序的四個成分,C/S模式的體系結構(1),服務器 提供高速大容量的存儲能力, 強大的數(shù)據(jù)處理和管理能力, 運行多個進程能力 文件服務器 數(shù)據(jù)庫服務器 事務服務器 文檔服務器,文件,打印機,DB,客戶機,中間件,服務器,客戶機/服務器模式體系結構示意圖,文件,文件服務器,數(shù)據(jù),SQL命令,DB,數(shù)據(jù)庫服務器,GUI,應用程序,應用程序事務,客戶機,服務器,數(shù)據(jù),應用程序 專用事務,DB,事務處理服務器,數(shù)據(jù)庫服務器,C/S模式的體系結構(2),客戶機 完成界面表示和一些業(yè)務邏輯功能, 非圖形化/圖形化(GUI)用戶接口 面向對象接口(OOI) 公共應用程序 字處理, 報表編制, 圖形軟件等 數(shù)據(jù)庫前端軟件 應用生成和開發(fā)軟件 PowerBuilder, VisualC+等 中間件 泛指客戶機與服務器之間的軟件 數(shù)據(jù)庫, 事務處理, 組件, 對象中間件等,C/S模式定位,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, 服務器響應的協(xié)作方式 多服務器C/S處理環(huán)境 數(shù)據(jù)與處理都分布 一個應用可涉及多個服務器數(shù)據(jù) 一個服務器數(shù)據(jù)可以被多個客戶機訪問 對等C/S處理環(huán)境 數(shù)據(jù)與處理都分布 站點可以訪問其他站點數(shù)據(jù)(全局應用), 也可以訪問本地數(shù)據(jù)(本地應用),網(wǎng)絡,DB,數(shù)據(jù)庫服務器,DB,數(shù)據(jù)庫服務器,DB,數(shù)據(jù)庫服務器,用戶,每個站點是一個單數(shù)據(jù)庫服務器Client/Server結構的DDBS,C/S模式的特點(1),按功能劃分 服務器是服務的提供者, 客戶機是消費者 共享資源 不對稱協(xié)議 客戶機主動請求服務, 服務器被動等待請求 定位透明性 C/S軟件在客戶機方屏蔽服務器地址 混合與匹配 C/S軟件獨立于硬件或OS,C/S模式的特點(2),基于消息的交換 消息式服務請求與響應的媒介 服務封裝 服務器決定如何完成服務請求消息, 消息接口不變, 升級對客戶沒有影響 可擴展性 水平擴展 添加或移去工作站 垂直擴展 移植到更大更快的服務器或多服務器 完整性,C/S模式的優(yōu)缺點(1),優(yōu)點 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)絡帶寬和成本的需求 具有圖形用戶界面的PC 支持和倡導標準化和開放系統(tǒng) 多個用戶共享硬件資源,C/S模式的優(yōu)缺點(2),不足之處 在集中式C/S環(huán)境, 服務器將成為瓶頸 多服務器應用系統(tǒng)的開發(fā)和設計復雜,分布式數(shù)據(jù)(1),從集中到分布數(shù)據(jù)的轉移 將關鍵數(shù)據(jù)的多個副本置于不同站點,提高數(shù)據(jù)的可用性, 避免“單站點失敗”現(xiàn)象 高效的數(shù)據(jù)訪問, 改進數(shù)據(jù)管理性能 容易增加應用程序, 用戶數(shù)目和擴大規(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,分布式數(shù)據(jù)(2),數(shù)據(jù)分布基本形式 復制數(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) 獨立模式數(shù)據(jù)(Separate_Schema Data) 不相容數(shù)據(jù)(Incompatible Data),網(wǎng)絡,DB x,主機,DB x1,DB x2,x1和x2為 x的副本,復制的數(shù)據(jù),S1,S2,網(wǎng)絡,DB ABC,主機,DB A,DB C,子集數(shù)據(jù),S1,S3,DB B,S2,網(wǎng)絡,DB R,主機,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,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,生產(chǎn) 數(shù)據(jù),財務 數(shù)據(jù),獨立模式數(shù)據(jù),生產(chǎn) 主機,財務 主機,營銷 數(shù)據(jù),營銷主機,網(wǎng)絡,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,各地區(qū)的記錄 具有相同模式,分布式數(shù)據(jù)(3),數(shù)據(jù)分布技術 人工抽取 快照 復制 分片 數(shù)據(jù)分布分析,SAVING,CUSTOMER,EXCHANGERATE,SAVING,CUSTOMER,EXCHANGERATE,網(wǎng)絡,總行,分行1,分行2,分布式數(shù)據(jù)的銀行應用系統(tǒng),分行到總行抽取數(shù)據(jù),分布式數(shù)據(jù) (4),數(shù)據(jù)分布分析 統(tǒng)計方法 根據(jù)應用需求決定那些資源需要分布及存放位置 例子 銀行應用系統(tǒng) 客戶表存在中央銀行(CB)站點, 分行(PB)存有部分數(shù)據(jù)復制 假設CB站點有10000條記錄, 每天讀2000次, 更新500次 PB站點有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,分布式數(shù)據(jù) (5),該例子分析方法結論 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)分布是降低整個分布式系統(tǒng)開銷的有效措施,分布式數(shù)據(jù)的訪問 (1),遠程請求 遠程事務 分布式事務 分布式請求,分布式數(shù)據(jù)的訪問 (2),遠程請求 只涉及單個遠程服務器的單個請求 Select * From Server1.BankDB.Customer Where Server1.BankDB.Customer.City = Beijing,SQL語句,CLIENT PB,SERVER1,遠程數(shù)據(jù)請求,分布式數(shù)據(jù)的訪問 (3),遠程事務 允許一個事務中包含多個應用同一個遠程服務器站點的數(shù)據(jù)訪問請求 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,遠程事務處理,SQL語句2,分布式數(shù)據(jù)的訪問 (4),分布式事務 一個事務包含多個數(shù)據(jù)請求, 每個請求只能訪問單個服務器 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,分布式事務處理,SERVER B1,SQL語句2,中央CLIENT,BEGIN WORK COMMIT WORK,分布式數(shù)據(jù)的訪問 (5),分布式請求 一個事務包含多個數(shù)據(jù)請求,每個請求都可以引用駐留于多個服務器站點數(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,ORACLE分布DB(1),1985年起提供用于C/S和S/S的SQL*net 分布式體系結構組成 SQL*Net SQL*Connect ORACLE Server ORACLE Net 聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 Oracle8 之前稱 SQL Net協(xié)議，Oracle8/8i 稱Net8協(xié)議，Oracle9i稱Net協(xié)議,UPI,SQL*Net,Transparent Network Substrate,Oracle Protocol Adapter,Network Software,OPI,SQL*Net,Transparent Network Substrate,Oracle Protocol Adapter,Network Software,Network Link,Server,Client Application,Oracle Server,ORACLE分布DB(2),UPI代碼包括 分析SQL語句, 語法檢驗 為SQL打開一個游標 將Client應用程序變量連接到共享Server內(nèi)存 根據(jù)Server數(shù)據(jù)字典信息描述返回域的內(nèi)容 在游標空間中執(zhí)行SQL語句 給Client應用程序取一條或多條記錄 關閉游標 OPI有完整功能與UPI對應,ORACLE分布DB(3),SQL*Net的任務是建立和保持Client程序與Server DB間的連接, 并完成兩者之間的信息轉換 TNS從網(wǎng)絡應用程序中接受請求, 并將控制傳遞給DB服務器,Client,OCI,TTC,NET,OPA,網(wǎng)絡協(xié)議,OPI,TTC,NET,OPA,網(wǎng)絡協(xié)議,Server,NPI,網(wǎng)絡協(xié)議,OCI Oracle 調(diào)用接口層 客戶機通過調(diào)用OCI完成所有SQL處理 TTC 實現(xiàn)與OSI網(wǎng)絡協(xié)議模型中的表示層一樣的功能，完成客戶機與服務器之間不同字符集和數(shù)據(jù)類型格式的轉換 NET net層很多子層的集合，相當于OSI中的會話層，建立、維護客戶機應用程序和服務器之間的聯(lián)結和通信 NI 網(wǎng)絡接口層 為客戶機、服務器和其他外部程序提供對Net的接口訪問，處理中斷請求 NR 網(wǎng)絡路由子層 NN 網(wǎng)絡命名子層 NA 網(wǎng)絡認證子層 NS 網(wǎng)絡會話子層 OPA 網(wǎng)絡協(xié)議適配層，負責與具體網(wǎng)絡協(xié)議通信 網(wǎng)絡協(xié)議 具體的網(wǎng)絡傳輸協(xié)議，如TCP/IP OPI 與客戶機上的OCI層對應的Oracle編程接口層 NPI 網(wǎng)絡程序接口層，負責服務器之間的連接 作為ORACLE聯(lián)網(wǎng)的基本組件，安裝時已自動安裝,Oracle Server,SQL*Net,Transparent Network Substrate,Oracle Protocol Adapter,Network Software,Oracle Server,SQL*Net,Transparent Network Substrate,Oracle Protocol Adapter,Network Software,Network Link,Server,Server,OPI,OPI,C/S網(wǎng)絡應用解決方案（1）,結構組成 數(shù)據(jù)庫服務器 專門硬件服務器，安裝ORACLE9i Database 管理工作站 安裝管理客戶端工具，管理員在此執(zhí)行對數(shù)據(jù)庫的日常管理維護 客戶機 安裝連接工具及客戶應用程序，執(zhí)行業(yè)務處理 主要用于基于局域網(wǎng)的應用，如銀行儲蓄業(yè)務、電信收費業(yè)務等,C/S網(wǎng)絡應用解決方案（1）-續(xù),連接方法 客戶機配置文件 tnsnames.ora,存放服務器連接信息，TCP/IP地址、主機名、采用的協(xié)議和使用的端口等 MYORACLE= (DESCRITION=(ADDRESS_LIST= (ADDRESS=(PROTOCOL=TCP)(HOST=mynetserver)(PORT=1521) (CONNECT_DATA=(SERVICE_NAME=myoracle.mynet) 服務器后臺進程（監(jiān)聽器），配置參數(shù)在listener.ora文件中 (SID_DESC = (GLOBAL_DBNAME = myoracle.mynet) (ORACLE_HOME = C:oracleora90) (SID_NAME = myoracle) 方案評價 配置簡單，但是服務器的地址信息變化需重新對每臺客戶機配置,C/S網(wǎng)絡應用解決方案（2）,基于名字服務器的方案 方案結構組成 數(shù)據(jù)庫服務器 專門的硬件，裝ORACLE9i Database,需在名字服務器上完成注冊 名字服務器 集中管理網(wǎng)絡環(huán)境中所有的數(shù)據(jù)庫服務器的注冊信息，為客戶機提供網(wǎng)絡名解析服務 客戶機 管理工作站,C/S網(wǎng)絡應用解決方案（2）-續(xù),連接方法 客戶機上指定名字服務器解析網(wǎng)絡服務名的方式，向名字服務器獲取數(shù)據(jù)庫服務器的連接信息后，直接通過網(wǎng)絡向數(shù)據(jù)庫服務器發(fā)出連接請求 數(shù)據(jù)庫服務器每次修改配置，需要在名字服務器上注冊 名字服務器上保存全局數(shù)據(jù)庫名稱及其地址、其他名字服務器的名稱及地址 方案評價 在大型Oracle Net網(wǎng)絡的規(guī)劃設計中，優(yōu)先考慮。用戶數(shù)大時，名字服務器是瓶頸,C/S網(wǎng)絡應用解決方案（3）,基于目錄服務器的方案 結構組成 數(shù)據(jù)庫服務器 安裝后要向目錄服務器注冊 目錄服務器 采用專門協(xié)議LDAP（輕型目錄訪問協(xié)議，定義、存儲和檢索目錄信息的標準） 客戶機 管理工作站,C/S網(wǎng)絡應用解決方案（3）-續(xù),連接方案 客戶機上指定連接到特定目錄服務器 數(shù)據(jù)庫服務器修改配置，要在目錄服務器注冊 目錄服務器保存全局數(shù)據(jù)庫名稱和地址 評價 客戶機配置簡單，是與大型應用，取代名字服務器,C/S網(wǎng)絡應用解決方案（4）,基于連接管理器方案 結構組成 數(shù)據(jù)庫服務器 運行在共享服務器模式下 連接管理器 提供3個擴展功能的中間件。包括： 多路復用技術，將多個客戶機連接組合在一起，以單個網(wǎng)絡連接發(fā)送給數(shù)據(jù)庫服務器，以減少網(wǎng)絡傳輸和數(shù)據(jù)庫服務器需要處理的連接數(shù)量。 網(wǎng)絡訪問控制技術，可根