分布式目錄管理(數(shù)據(jù)庫(kù))

時(shí)間：2022-12-20 04:30:01 | 來源：信息時(shí)代

時(shí)間：2022-12-20 04:30:01 來源：信息時(shí)代

    分布式目錄管理 : 采用分布式目錄系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的一種優(yōu)化管理技術(shù)。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的目錄系統(tǒng)又稱為數(shù)據(jù)字典,是存放與分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)有關(guān)的對(duì)象和各種控制信息的場(chǎng)所。分布式目錄系統(tǒng)是聯(lián)系用戶和系統(tǒng)管理員的重要工具,是設(shè)計(jì)、維護(hù)分布式數(shù)據(jù)的重要組成部分,因此,分布式目錄管理則是實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)系統(tǒng)優(yōu)化管理的重要依據(jù)。分布式目錄可為系統(tǒng)提供有關(guān)網(wǎng)絡(luò)路徑、數(shù)據(jù)特征值、事務(wù)處理優(yōu)先級(jí)、完整性與相容性約束、數(shù)據(jù)使用頻度、系統(tǒng)狀態(tài)、死鎖預(yù)防、系統(tǒng)恢復(fù)等各種重要信息。
1. 目錄系統(tǒng)
分布式目錄系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)字典,用于存放分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中的各種對(duì)象和控制信息。在基于關(guān)系的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中,目錄也是以關(guān)系的形式存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中。這些關(guān)系由系統(tǒng)建立,稱為系統(tǒng)表,供系統(tǒng)使用,用戶只具有查詢權(quán)限。目錄系統(tǒng)的主要內(nèi)容包括: 全局模式描述; 分片定義描述; 分配定義描述; 存取方法描述; 有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)信息; 完整性信息; 存取控制信息; 各場(chǎng)地上事務(wù)運(yùn)行的狀態(tài); 為死鎖的預(yù)防與檢測(cè)及故障恢復(fù)提供相關(guān)的狀態(tài)信息; 不同數(shù)據(jù)語言、協(xié)議、命令之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換信息; 數(shù)據(jù)命令格式; 各場(chǎng)地上的軟硬件配置以及處理能力描述信息; 記錄數(shù)據(jù)文件所占用的空間信息。
目錄系統(tǒng)協(xié)同分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),將用戶對(duì)數(shù)據(jù)的邏輯查詢轉(zhuǎn)換為實(shí)際的物理查詢,并驗(yàn)證用戶的合法權(quán)限和對(duì)數(shù)據(jù)的訪問控制權(quán)限,保證合法用戶能正確而有效地訪問數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。
(1) 目錄系統(tǒng)的主要用途: ①在設(shè)計(jì)中,系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員根據(jù)目錄中提供的系統(tǒng)需求信息、站點(diǎn)配置信息及數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)信息,定義各級(jí)模式,導(dǎo)出數(shù)據(jù)分布、數(shù)據(jù)流程及設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)。②在翻譯中,將不同的透明層次上的用戶數(shù)據(jù)映射成單一的物理數(shù)據(jù)。③在優(yōu)化中,為生成存取計(jì)劃提供可用的數(shù)據(jù)分配、存取方法和統(tǒng)計(jì)信息。④在執(zhí)行中,提供分布式事務(wù)分析、分解、處理所需要的必要信息,并依據(jù)目錄信息確定存取計(jì)劃的合法性和存取訪問控制。⑤在維護(hù)中,依據(jù)系統(tǒng)目錄中有關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的各種性能因素,維護(hù)和調(diào)整系統(tǒng)各種參數(shù),提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。
(2) 目錄的組織方式: 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的目錄組織方式通常分為獨(dú)立組織方式、應(yīng)用組織方式和完全嵌入組織方式。①獨(dú)立組織方式是一種特殊的組織形式。目錄系統(tǒng)完全獨(dú)立于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。在這種情況下,目錄系統(tǒng)利用操作系統(tǒng)提供的文件管理功能建立和維護(hù)目錄信息,并具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)定義、插入、查詢和修改功能。這種方式靈活性好,很容易擴(kuò)展新的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。②應(yīng)用組織方式的目錄系統(tǒng)是在數(shù)據(jù)庫(kù)之上建立的一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng),利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)來建立和維護(hù)目錄信息。③嵌入組織方式的目錄系統(tǒng)完全嵌入到數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)內(nèi)部,是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中一部分。不足之處是它不能用來存儲(chǔ)其他數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的元數(shù)據(jù),可擴(kuò)展性和靈活性較差。
(3) 目錄系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu): 目錄系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)同分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的總體結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng),在組織方法上與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的三層模式相對(duì)應(yīng)。目錄系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中: ①網(wǎng)絡(luò)目錄提供運(yùn)行以及優(yōu)化分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的信息,主要包括通信線路的有關(guān)參數(shù)、各場(chǎng)地CPU的工作負(fù)載、存儲(chǔ)空間、數(shù)據(jù)分布等信息。②全局外模式目錄提供全局外模式的有關(guān)信息,包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)位置、劃分準(zhǔn)則、數(shù)據(jù)完整性、安全性控制、數(shù)據(jù)映射、存取路徑、各場(chǎng)地的軟硬件特征等。③全局概念模式目錄提供全局?jǐn)?shù)據(jù)關(guān)系、公共過程等信息,是分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的整體體現(xiàn),為用戶提供單一的系統(tǒng)映象和透明的數(shù)據(jù)存取。④局部外模式目錄與局部概念模式目錄,同全局外模式目錄與全局概念模式目錄相類似,但它們所包含的信息僅涉及各場(chǎng)地的處理對(duì)象。⑤內(nèi)模式目錄是分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)模式描述,目的是合理地進(jìn)行物理數(shù)據(jù)庫(kù)組織,提高事務(wù)在各場(chǎng)地上的運(yùn)行效率。

圖1 目錄系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)

2. 目錄管理系統(tǒng)
目錄管理系統(tǒng)的功能是有效管理各級(jí)模式目錄,動(dòng)態(tài)維護(hù)目錄數(shù)據(jù)的一致性和有效性。目錄管理系統(tǒng)主要由目錄定義模塊、裝入模塊、查詢模塊、更新模塊和報(bào)告生成模塊組成。如圖2所示。

圖2 目錄管理系統(tǒng)的組成

其中: 目錄定義模塊描述目錄信息的邏輯結(jié)構(gòu)和模式表示; 裝入模塊實(shí)現(xiàn)信息的錄入與存儲(chǔ); 查詢模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)目錄信息的各種查詢要求; 維護(hù)模塊實(shí)現(xiàn)目錄信息的分類、歸并、重構(gòu)與鏈接; 更新模塊實(shí)現(xiàn)目錄信息修改; 報(bào)告生成模塊實(shí)現(xiàn)將目錄信息按文本形式輸出。
3. 目錄的分布
分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中的目錄的分布有多種方法,主要分為:
(1)集中式目錄: 又分為單一主目錄方式和分組主目錄方式。單一主目錄方式是將整個(gè)目錄存放在一個(gè)場(chǎng)地上,存在的不足是存放主目錄的場(chǎng)地負(fù)擔(dān)重,可能成為瓶頸。分組主目錄方式是將系統(tǒng)站點(diǎn)分若干組,每一組設(shè)置一個(gè)主目錄。
(2)全復(fù)制式主目錄: 是每一場(chǎng)地都存放一完整的全局目錄。優(yōu)點(diǎn)是可靠性高,查詢響應(yīng)速度快。存在的不足是存在數(shù)據(jù)冗余,也不利于系統(tǒng)擴(kuò)充以及場(chǎng)地自治性較高的場(chǎng)合。
(3)局部式目錄: 是將全局目錄分割后,存于各場(chǎng)地上。各場(chǎng)地只含有部分全局目錄。優(yōu)點(diǎn)是利于場(chǎng)地自治性的場(chǎng)合,維護(hù)代價(jià)小,但增加了目錄查找以及轉(zhuǎn)換開銷等。
(4)混合式目錄: 是根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景需要,采用以上幾種方式共存的方式實(shí)現(xiàn)。