DBMS の集中型クライアント/サーバー アーキテクチャ

＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃導入＃＃＃

データベース管理システム (DBMS) は、構造化された方法でデータを管理および編成するように設計されたソフトウェア システムです。この目標を達成するために、DBMS は特定のアーキテクチャを使用して、データの保存、取得、更新の方法を指定します。 DBMS では、最も一般的に使用される 2 つのアーキテクチャは、集中型アーキテクチャとクライアント/サーバー アーキテクチャです。

集中型アーキテクチャ

集中データベース管理システム (DBMS) のアーキテクチャは、すべてのデータが単一のサーバーに保存され、すべてのクライアントがそのサーバーに接続してデータにアクセスして操作することを意味します。このアーキテクチャはモノリシック アーキテクチャとも呼ばれます。集中型アーキテクチャの主な利点の 1 つはそのシンプルさです。管理するサーバーは 1 つだけであり、すべてのクライアントが同じデータを操作します。

ただし、このタイプのアーキテクチャにはいくつかの欠点もあります。主な欠点の 1 つは、すべてのデータが単一のサーバーに保存されるため、クライアントの数やデータ量が増加すると、そのサーバーがボトルネックになる可能性があることです。さらに、何らかの理由でサーバーがダウンした場合、すべてのクライアントはデータにアクセスできなくなります。

集中型アーキテクチャを使用する DBMS の例として SQLite があります。SQLite は、オープン ソースで独立した高信頼性の埋め込み型のフル機能のパブリック ドメイン SQL データベース エンジンです。 SQLite のアーキテクチャはクライアント サーバー モデルに基づいていますが、データベース全体が 1 つのファイルに含まれているため、小規模から中規模のアプリケーションに最適です。

＃＃＃例＃＃＃ リーリー

説明

の中国語訳は次のとおりです:

説明

上記の例では、sqlite3 モジュールをインポートし、「example.db」という名前のデータベースに接続し、カーソル オブジェクトを作成してから、そのカーソルを使用して、「id」という 3 つの列を持つ「employees」という名前のテーブルを作成します。 、「名前」と「給料」。テーブルは、「id」列が INT データ型 (主キーとしても設定され、NOT NULL)、「name」列が TEXT データ型、「salary」列が REAL データ型で定義されています。テーブルを作成した後、「commit」メソッドを使用して変更を保存し、「close」メソッドを使用して接続を閉じます。

クライアントサーバーアーキテクチャ

DBMS のクライアント/サーバー アーキテクチャは、データが中央サーバーに保存されますが、クライアントはサーバーに接続してデータにアクセスして操作するアーキテクチャです。このアーキテクチャは集中型アーキテクチャよりも複雑ですが、集中型アーキテクチャに比べていくつかの利点があります。

クライアント/サーバー アーキテクチャの主な利点の 1 つは、集中型アーキテクチャよりも拡張性が高いことです。クライアントの数やデータ量が増加すると、負荷に対処するためにサーバーをアップグレードしたり、サーバーを追加したりすることができます。これにより、システムがスケールアップしてもスムーズに動作し続けることができます。

クライアントサーバー アーキテクチャのもう 1 つの利点は、集中型アーキテクチャよりも耐障害性が高いことです。 1 つのサーバーがダウンしても、他のサーバーがその役割を引き継ぎ、クライアントは引き続きデータにアクセスできます。これにより、多くのビジネス環境において重要な要素であるダウンタイムがシステムで発生する可能性が低くなります。

クライアント/サーバー アーキテクチャを使用するデータベース管理システムの例としては、オープン ソースのリレーショナル データベース管理システムである MySQL があります。 MySQL はマルチスレッド アーキテクチャを使用しており、複数のクライアントがサーバーに接続して同時にリクエストを行うことができます。サーバーはこれらのリクエストを処理し、結果を適切なクライアントに返します。

＃＃＃例＃＃＃ リーリー

説明

の中国語訳は次のとおりです:

説明

上記の例では、mysql.connector モジュールをインポートし、「connect」メソッドを使用してデータベースに接続し、ユーザー名、パスワード、ホスト名、データベース名などの必要なパラメーターを渡します。カーソル オブジェクトを作成し、そのカーソルを使用して、「id」、「name」、および「salary」の 3 つの列を持つ「employees」というテーブルを作成します。

このテーブルの「id」列は INT データ型として定義され、主キーとしても NOT NULL として設定されます。「name」列は VARCHAR データ型として定義され、「salary」列はDECIMAL データ型として定義されます。テーブルを作成した後、「commit」メソッドを使用して変更を保存し、「close」メソッドを使用して接続を閉じます。

断片化

シャーディングは、大規模なデータベースを複数のサーバーに分散する方法です。このアプローチは、パフォーマンスとスケーラビリティを向上させるために、クライアント/サーバー アーキテクチャでよく使用されます。データはシャードと呼ばれる小さなチャンクに分割され、複数のサーバーに分散されます。

各シャードはデータの独立したサブセットであり、クライアントは任意のサーバーに接続して必要なデータにアクセスできます。このアプローチにより、水平方向のスケーラビリティが可能になります。つまり、データ量またはクライアント数が増加したときに、負荷を処理するためにシステムにサーバーを追加できるようになります。

＃＃＃コピー＃＃＃

レプリケーションは、データベースの複数のコピーを異なるサーバー上に維持する方法です。このアプローチは、フォールト トレランスとパフォーマンスを向上させるために、クライアント/サーバー アーキテクチャでよく使用されます。レプリケーションにはいくつかの種類があり、マスター/スレーブ レプリケーションでは、1 つのサーバーがマスターとして機能し、他のサーバーがスレーブとして機能し、マスターで行われたすべての変更がスレーブにレプリケートされます。

別のタイプのレプリケーションはマスター-マスター レプリケーションと呼ばれ、複数のサーバーがマスターおよびスレーブとして機能し、データを任意のサーバーに書き込み、変更を他のすべてのサーバーにレプリケートできます。

＃＃＃キャッシュ＃＃＃

キャッシュは、アクセス速度を向上させるために、頻繁にアクセスされるデータをメモリに保存する方法です。このアプローチは、パフォーマンスを向上させるために、集中型のクライアント/サーバー アーキテクチャでよく使用されます。クライアントがサーバーにデータを要求すると、サーバーはまずデータがすでにキャッシュにあるかどうかを確認します。

その場合、サーバーはキャッシュからデータを返します。これは、メイン データ ストアからデータを取得するよりも高速です。キャッシュは、メイン データ ストアに書き込まれるデータを一時的に保存するためにも使用できます。これにより、サーバーの負荷が軽減され、書き込みパフォーマンスが向上します。

ロードバランシング

負荷分散は、複数のサーバー間で負荷を分散する方法です。このアプローチは、パフォーマンスとスケーラビリティを向上させるために、クライアント/サーバー アーキテクチャでよく使用されます。ロード バランサーは通常、サーバーのグループの前に配置され、受信したリクエストをさまざまなサーバーに分散する役割を果たします。

これは、ポーリングや最小限の接続など、さまざまな方法で実現できます。目標は、すべてのサーバーが可能な限り効率的に使用されるようにすることです。ロード バランシングは、1 つのサーバーがダウンした場合でも、ロード バランサーがトラフィックを他のサーバーにリダイレクトしてシステムのスムーズな実行を維持できるため、フォールト トレランスの向上にも役立ちます。

これらは、さまざまな技術や方法を使用してデータベース システムのパフォーマンス、スケーラビリティ、可用性を向上させる方法のほんの一例です。データベース システムのアーキテクチャは、システムのパフォーマンスとスケーラビリティの要件を確実に満たすために重要であることを覚えておくことが重要です。 DBMS の成功には、適切なアーキテクチャを特定し、ベスト プラクティスに従って実装することが重要です。

＃＃＃結論は＃＃＃

DBMS の集中型アーキテクチャとクライアント/サーバー アーキテクチャにはそれぞれ独自の長所と短所があり、アーキテクチャの選択はアプリケーションの特定のニーズによって異なります。集中型アーキテクチャはシンプルで管理が容易ですが、システムのサイズが大きくなるにつれてボトルネックになる可能性があります。クライアント/サーバー アーキテクチャはより複雑ですが、スケーラビリティとフォールト トレラント性が高いため、大規模でより重要なシステムにとってはより良い選択肢となります。

コード例について言えば、特定の DBMS にも独自の構文と構造があり、まったく同じではありませんが、DBMS でテーブルを接続および作成する方法については一般的に理解できます。使用している特定の DBMS のドキュメントを必ず参照し、コードを実稼働環境にデプロイする前にテストしてください。

以上がDBMS の集中型クライアント/サーバー アーキテクチャの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。