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cnscc311-week05

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Data Replication, Distributed Transactions & DDBMS

分布式系统的挑战

网络传输过程中可能会发生错误，导致程序出错

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分布式数据复制

  • 同步复制：更改后立即发送消息，通知其他节点
  • 异步复制：仅在数据库中提交更改后，副本将被修改。

复制方案

  • 完整的复制
    • 分布式通信网络中的几乎每个位置或用户都可以使用该数据库。
    • 优点:数据可用性高;更快地执行查询。
    • 缺点:并发控制困难;
  • 不复制
    • 为没有复制数据库的每个片段只存储在一个位置。
    • 优点:可以优化并发性;数据易于恢复。
    • 缺点:数据可用性低;查询执行缓慢，因为多个客户端访问同一台服务器。
  • 部分复制
    • 只复制数据库的一些片段。
    • 优点:副本的数量可以根据某些片段的重要性来控制，这是一个平衡的解决方案。

分布式事务

定义：并发访问/修改的同步机制

步骤：

  • 谈判：要做什么
  • 协商：任何一方都可以退出
  • 达成协议：作出承诺

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事务架构

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事务提交协议

一阶段事务

  • 协调器一直请求所有参与者提交，直到他们返回确认。
  • 参与者没有机会发起中止。

两阶段事务

  • 阶段1:征集参与者投票。
    1. 协调器发送一个canCommit?请求所有参与者。接收时是否可以提交?
    2. 每个参与者回答是或否。
    3. 如果是，它将事务状态保存到永久存储之前发送yes回复。
    4. 如果没有，则立即终止。
  • 阶段2:根据投票的输出完成提交或中止。
    1. 如果所有参与者回答yes(包括协调器)，协调器将doCommit发送给所有参与者;否则，协调器将doAbort发送给投票yes的参与者。
    2. 投赞成票的参与者等待协调器的doCommit或doAbort，并采取相应的行动。在doCommit的情况下，它们发送一个havecommitted确认。
  • 参与者可以发起中止。

分布式数据库管理系统 DDBMS

  • 对分布式、碎片化和复制数据的透明管理。
  • 通过分布式事务提高可靠性和可用性。
  • 支持更容易和经济的系统扩展。
  • 可以在系统故障中存活，而不会丢失数据库中的数据。

架构

CS

  1. 在网络中连接的许多客户机和一些服务器。
  2. 客户端向其中一个服务器发送查询，最早可用的服务器解决问题并回复。
  3. 作为集中式服务器系统易于实现。

协作服务器

  1. 设计用于在多个服务器上运行单个查询。
  2. 服务器将单个查询分解为多个小查询，并组合子结果并将其发送回客户端。
  3. 每个服务器都可以跨数据库执行当前事务。
  4. 有点像 Map-Reduce

中间件

  1. 单个查询在多个服务器上执行。
  2. 该系统需要一个能够管理来自其他服务器的查询和事务的服务器(作为中间件)。
  3. 本地服务器处理本地查询和事务。

Single Store 数据库

  1. SingleStore数据库可以分布在多个机器和位置。
  2. 数据存储在叶节点上的分区中，每个分区都包含主版本和从版本。
  3. 如果主服务器故障，从服务器接管一个软件管理聚合器和叶节点。
  4. 聚合器节点负责接收SQL查询，将其分解到叶节点上，并将结果合并回客户端。
  5. 聚合器和叶节点使用SQL进行通信。

QA

Question

如果要求您构建一个在线购物系统，哪种DDBMS体系结构最适合您?

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