第九章客户机服务器模式与分布式数据库精选课件.ppt
第九章 客户机/服务器模式与分布式数据库,1,第九章 客户机/服务器模式与分布式数据库1,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,2,C/S计算模式概念2,客户机,客户机,客户机,网络,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,3,客户机客户机客户机应用通信打印文件数据库请求响应响应请求客户,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,4,C/S环境下应用成分的分布4部分4,DB,组成应用程序的四个成分,5,应用程序界业数数GUI3GLSQLORACLEDB组成应用程,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,6,C/S模式的体系结构(1)服务器6,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,7,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,文件,文件服务器,8,文件GUI应用程序文件服务器客户机服务器文件服务器8,数据,SQL命令,DB,数据库服务器,9,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,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,10,GUI应用程序应用程序事务客户机服务器数据应用程序DB事务处,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,11,C/S模式的体系结构(2)客户机11,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,12,C/S模式定位(1)主机处理系统12,Modem,Modem,Host CPU,DBMS,APPs,DB,主机,远程终端,本地终端,主机处理环境,13,ModemModemHost CPUDBMSAPPsDB主机,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,14,C/S模式定位(2)文件处理系统14,LAN,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,15,LANAPPsPCAPPsPC工作站NOS文件服务器打印机修,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,16,C/S模式定位(3)C/S处理系统16,LAN,APPs,PC,APPs,PC,APPs,PC,UNIX,DBMS,查询结果,查询请求,DB,客户机/服务器处理环境,17,LANAPPsPCAPPsPCAPPsPCUNIXDBMS查,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,18,C/S模式定位(4)多处理器服务系统18,LAN/WAN,APPs,PC,客户机,APPs,PC,UNIX,DBMS,结果,请求,DB,图8-11 多服务器处理环境,MVS,DBMS,DB,网关/网桥,NOS,文件服务器,远程访问,19,LAN/WANAPPsPC客户机APPsPCUNIXDB,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,20,C/S模式定位(5)对等处理系统20,DB,DB,DB,DB,对等处理环境,21,APPsAPPsAPPsAPPsDBDBDBDB 对等处理环,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),22,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2,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,23,C/S模式定位(7)有多个数据库服务器的C/S处理环境23,网络,DB,数据库服务器,用户,用户,DB,数据库服务器,DB,数据库服务器,用户,每个站点是一个单数据库服务器Client/Server结构的DDBS,24,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,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,25,C/S模式的特点(1)按功能划分25,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,26,C/S模式的特点(2)基于消息的交换26,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,27,C/S模式的优缺点(1)优点27,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,28,C/S模式的优缺点(2)不足之处28,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,29,分布式数据(1)从集中到分布数据的转移29,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),30,分布式数据(2)数据分布基本形式30,网络,DBx,主机,DBx1,DBx2,x1和x2为x的副本,复制的数据,S1,S2,31,网络DB主机DBDBx1和x2为 复制的数据S1S231,网络,DBABC,主机,DBA,DBC,子集数据,S1,S3,DBB,S2,32,DB主机DBDB子集数据S1S3DBS232,网络,DBR,主机,DBA,重新组织的数据,S1,DBB,S2,数据R是由数据A和B经过重新组织而获得的,33,DB主机DB重新组织的数据S1DBS2数据R是由数据A和B3,网络,地区A的记录,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,34,地区A主机地区B分区数据地区C各地区的记录主机主机34,网络,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,35,生产财务独立模式数据生产财务营销营销主机35,网络,公司A的记录,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,36,公司A主机公司B不相容数据公司C各地区的记录主机主机36,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,37,分布式数据(3)数据分布技术37,SAVING,CUSTOMER,EXCHANGERATE,SAVING,CUSTOMER,EXCHANGERATE,网络,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,38,SAVINGCUSTOMEREXCHANGERATESAVI,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,39,分布式数据(4)数据分布分析39,分布式数据库位置矩阵,40,10002000READPBCB站点1100NY1PBCB数,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,41,分布式数据(5)该例子分析方法结论41,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,42,分布式数据的访问(1)远程请求42,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,43,分布式数据的访问(2)远程请求43,SQL语句,CLIENT PB,SERVER1,远程数据请求,44,SQL语句CLIENT PBSERVER1CUSTOMER,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,45,分布式数据的访问(3)远程事务45,SQL语句1,CLIENT B1,SERVER1,远程事务处理,SQL语句2,46,SQL语句1CLIENT B1SERVER1CUSTOMER,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,47,分布式数据的访问(4)分布式事务47,SQL语句1,SERVER M,分布式事务处理,SERVER B1,SQL语句2,中央CLIENT,BEGIN WORK COMMIT WORK,48,SQL语句1SERVER MMEDICAL 分布式事务处理S,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=B1Commit Work,49,分布式数据的访问(5)分布式请求49,SQL语句1,SERVER M,分布式数据请求,SERVER B1,SQL语句2,CLIENT,BEGIN WORK COMMIT WORK,SERVER 1,50,SQL语句1SERVER MEMPLOYEE分布式数据请求S,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,51,C/S模式应用系统开发特点用户界面设计51,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*NetSQL*ConnectORACLE Server,52,ORACLE分布DB(1)1985年起提供用于C/S和S/S,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;,53,分布式系统功能ORACLE在同构和异构网络环境中都支持C/S,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,54,分布式查询远程查询54,UPI,SQL*Net,Transparent Network Substrate,Oracle Protocol Adapter,Network Software,OPI,SQL*Net,TransparentNetwork Substrate,Oracle ProtocolAdapter,Network Software,Network Link,Client,Server,Client Application,Oracle Server,C/S会话组成,55,UPISQL*NetTransparent Oracle P,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,56,ORACLE分布DB(2)UPI代码包括56,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,57,ORACLE分布DB(3)SQL*Net的任务是建立和保持C,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,58,ORACLE分布DB(4)数据操作58,Oracle Server,SQL*Net,Transparent Network Substrate,Oracle Protocol Adapter,Network Software,Oracle Server,SQL*Net,TransparentNetwork Substrate,Oracle ProtocolAdapter,Network Software,Network Link,Server,Server,OPI,OPI,S/S会话组成,59,Oracle ServerSQL*NetTransparen,表复制策略,手工复制Export/ImportCreate 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.,60,表复制策略手工复制60,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,61,Create Trigger Emp-Replica Be,
