申論題

分散式資料庫系統三層主從伺服器架構（Three-tier Client-server Architecture）

圖示

運作原理

1. 客戶端層（Client Tier）：

   • 用戶端應用程式（例如網頁瀏覽器、桌面應用程式）與應用伺服器互動，發送請求以取得資料或執行操作。
   • 這一層主要處理用戶界面及用戶輸入。

2. 應用伺服器層（Application Server Tier）：

   • 處理客戶端請求，包含業務邏輯和應用邏輯。
   • 與資料庫伺服器互動以檢索或修改資料。
   • 這一層負責處理業務規則、數據處理和應用程序邏輯。

3. 資料庫伺服器層（Database Server Tier）：

   • 存儲和管理資料。
   • 處理應用伺服器的資料請求，執行查詢、更新和交易處理。
   • 這一層負責數據存取、數據庫管理和維護。

分散資料管理的透明度（Transparency）層次

1. 位置透明度（Location Transparency）：

   • 描述：用戶不需要知道資料實際存放在哪台伺服器上或哪個地理位置。
   • 相關技術：分佈式查詢處理器（Distributed Query Processor）可以將用戶的查詢分解並發送到適當的伺服器以檢索資料。使用虛擬IP地址、DNS和中間件來隱藏實際位置。

2. 複製透明度（Replication Transparency）：

   • 描述：用戶不需要知道資料是否被複製或複製在哪些位置，只需看到一致的數據。
   • 相關技術：使用資料同步技術，如多版本並發控制（Multi-Version Concurrency Control, MVCC）、兩階段提交協議（Two-Phase Commit, 2PC），以確保不同位置的數據一致性。資料庫複製和快照技術可在不同節點間進行數據同步。

3. 故障透明度（Failure Transparency）：

   • 描述：系統在發生硬體或軟體故障時，能夠自動恢復且不影響用戶操作。
   • 相關技術：使用分佈式交易處理器和冗餘設計（如RAID、分佈式文件系統）來確保系統的可靠性和恢復能力。故障檢測和恢復機制（如心跳機制、故障轉移（Failover））用來監測和處理系統故障。

分散式資料庫系統三層架構將系統分為客戶端、應用伺服器和資料庫伺服器三個層次，確保了系統的可伸縮性、可管理性和維護性。透過實現位置透明度、複製透明度和故障透明度，用戶能夠方便且一致地存取和操作資料，而不需關注背後的複雜實現細節。這些透明度層次透過多種技術來實現，從而確保系統的高效性和可靠性。