3、分布式数据库管理系统：设计问题与架构解析

分布式数据库管理系统：设计问题与架构解析

一、分布式数据库的基础特性

1.1 并行性

当并行执行的操作符之间不存在依赖关系时，就可以实现并行性。例如，图 1.7 中的两个选择操作符就能够并行执行。这种并行形式极具吸引力，因为处理器之间不会产生干扰。

1.2 可扩展性

在分布式环境中，应对不断增长的数据库规模和更大的工作负载变得更加容易。通常可以通过向网络添加处理和存储能力来实现系统扩展。不过，由于分布带来的开销，可能无法实现“能力”的线性增长，但仍能实现显著的改进。这也是分布式数据库管理系统（DBMS）在集群和云计算的横向扩展架构中备受关注的原因。横向扩展（也称为水平扩展）指的是以松散耦合的方式添加更多服务器（即“横向扩展服务器”），几乎可以实现无限扩展。通过方便地添加新的组件数据库服务器，分布式 DBMS 能够实现横向扩展。

二、分布式 DBMS 的设计问题

2.1 分布式数据库设计

2.1.1 数据放置方式

数据放置有两种基本方式：分区（或非复制）和复制。在分区方案中，数据库被划分为多个不相交的分区，每个分区放置在不同的站点。复制设计又可分为完全复制（也称为完全重复），即整个数据库存储在每个站点；以及部分复制（或部分重复），即数据库的每个分区存储在多个站点，但并非所有站点。

2.1.2 设计问题

两个基本的设计问题是分片和分布。分片是将数据库分离为称为片段的分区；分布则是片段的最优分布。

2.1.3 系统目录

相关的问题是系统目录的设计和管理。在集中式 DBMS 中，目录