移動(dòng)數(shù)據(jù)庫核心概念與關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

趙文博

摘 要：移動(dòng)數(shù)據(jù)庫作為分布式數(shù)據(jù)庫的延伸和擴(kuò)展，擁有分布式數(shù)據(jù)庫的諸多優(yōu)點(diǎn)和獨(dú)特的特性，可以滿足人們對數(shù)據(jù)的訪問需求。該文主要針對移動(dòng)數(shù)據(jù)庫核心概念與關(guān)鍵技術(shù)，其中包括位置數(shù)據(jù)管理、預(yù)取和復(fù)制、事務(wù)管理、緩存同步管理、并發(fā)控制、廣播機(jī)制、恢復(fù)與容錯(cuò)、移動(dòng)數(shù)據(jù)安全技術(shù)等，該文主要針對這幾種技術(shù)的應(yīng)用展開系統(tǒng)的分析。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)數(shù)據(jù)庫 核心概念 關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP311.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）12（b）-0012-02

移動(dòng)數(shù)據(jù)庫是在當(dāng)前無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代背景下產(chǎn)生而來，可以幫助人們在任何的時(shí)間和地點(diǎn)使用移動(dòng)終端在訪問到數(shù)據(jù)，移動(dòng)數(shù)據(jù)庫是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的延伸。然而，移動(dòng)數(shù)據(jù)庫中，由于無線網(wǎng)絡(luò)所特有的屬性（比如節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性、低帶寬和斷接性等）使得現(xiàn)有無線數(shù)據(jù)庫功能都存在很大的不足，部分功能得不到全面的發(fā)揮，影響了技術(shù)的使用成效。

1 移動(dòng)數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵技術(shù)分析

移動(dòng)數(shù)據(jù)庫包含的關(guān)鍵技術(shù)有：位置數(shù)據(jù)管理、預(yù)取和復(fù)制、事務(wù)管理、緩存同步管理、并發(fā)控制、廣播機(jī)制、恢復(fù)與容錯(cuò)、移動(dòng)數(shù)據(jù)安全技術(shù)等，其中關(guān)鍵技術(shù)包括幾種類型。

1.1 位置數(shù)據(jù)管理技術(shù)

移動(dòng)數(shù)據(jù)庫由于其主機(jī)位置不固定，所以管理難度較高。關(guān)于位置數(shù)據(jù)的管理有兩種類型：一是時(shí)間復(fù)制，這點(diǎn)與位置是沒有關(guān)系。二是與位置相關(guān)的空間復(fù)制。在移動(dòng)數(shù)據(jù)庫中，關(guān)于地理域和數(shù)據(jù)域信息做出了明確的規(guī)定，如用戶在旅途中要查找附近的加油站，在發(fā)出查詢指令的同時(shí)車還在繼續(xù)行駛，在獲取查詢與發(fā)出查詢這個(gè)時(shí)間段，地理位置已經(jīng)發(fā)生了變化，導(dǎo)致服務(wù)器獲取到兩個(gè)不同的值，所以移動(dòng)數(shù)據(jù)庫要保持時(shí)間和空間的一致性是比較困難的，此時(shí)，就需要采用位置數(shù)據(jù)管理技術(shù)。

1.2 預(yù)取和復(fù)制技術(shù)

移動(dòng)數(shù)據(jù)庫中常見的復(fù)制功能就是在本地相鄰節(jié)點(diǎn)間創(chuàng)建一個(gè)副本，這樣做的目的是為了避免通信中過載和數(shù)據(jù)失效。移動(dòng)數(shù)據(jù)庫中通常采用部分復(fù)制的方式，節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)造成了節(jié)點(diǎn)數(shù)目的增多，嚴(yán)重影響了通信質(zhì)量。為了解決這一問題，目前多采用局部優(yōu)化分配算法和全局優(yōu)化分配算復(fù)制服務(wù)器，這樣可以讓主機(jī)中的數(shù)據(jù)得到緩沖，同時(shí)命中率也比較高。

1.3 事務(wù)管理技術(shù)

事務(wù)管理是數(shù)據(jù)庫的常見功能，可以支持多個(gè)用戶同時(shí)訪問數(shù)據(jù)庫，且能夠保證數(shù)據(jù)的一致性，讓用戶得到正確的查詢結(jié)果。用戶訪問數(shù)據(jù)庫通常是通過事務(wù)處理來實(shí)現(xiàn)。一個(gè)事務(wù)有讀、寫操作兩種，目前移動(dòng)數(shù)據(jù)庫的事務(wù)模型有開放嵌套事務(wù)模型、樂觀并發(fā)控制模型、事務(wù)代理機(jī)制、基于語義的事務(wù)處理模型等。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相比，具有可分解、可移動(dòng)、長事務(wù)、支持并發(fā)和復(fù)制一致性的特點(diǎn)。

1.4 緩存同步管理技術(shù)

移動(dòng)數(shù)據(jù)庫中的緩存同步管理可以有效改善系統(tǒng)的性能。一般采用熱點(diǎn)數(shù)據(jù)緩存（Hot Data Caching，HDC）算法，這種算法能夠讓移動(dòng)數(shù)據(jù)庫擁有更好的性能。為了提高數(shù)據(jù)庫訪問的速度、效率與可用性，可以應(yīng)用Cache存儲(chǔ)移動(dòng)主機(jī)數(shù)據(jù)。

1.5 并發(fā)控制技術(shù)

并發(fā)控制技術(shù)是確保數(shù)據(jù)庫達(dá)到數(shù)據(jù)一致性的新技術(shù)。用戶使用移動(dòng)終端在無線網(wǎng)絡(luò)下可以隨時(shí)隨地訪問數(shù)據(jù)庫，能夠開展付款、收款、轉(zhuǎn)賬等功能，而此時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)多用戶同時(shí)操作事務(wù)處理的情況，那么就必須要嚴(yán)格控制數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的一致性，這就要通過并發(fā)控制實(shí)現(xiàn)。目前移動(dòng)數(shù)據(jù)庫多采用CCM（Concurrency Control Mechanism）算法，這可以滿足兩層復(fù)制下的并發(fā)控制要求。

1.6 廣播機(jī)制技術(shù)

移動(dòng)設(shè)備會(huì)受到電池能量的影響，所以適合采用廣播的方式。無線網(wǎng)絡(luò)下的移動(dòng)數(shù)據(jù)和信息的分發(fā)主要采用數(shù)據(jù)廣播。在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)下，客戶端和數(shù)據(jù)庫是可以隨意移動(dòng)的，均會(huì)受到電池能量的約束，所以有關(guān)學(xué)者提出在能源有限有效基礎(chǔ)下實(shí)施數(shù)據(jù)廣播的機(jī)制。為了提高數(shù)據(jù)廣播的效率，提出基于索引的數(shù)據(jù)廣播機(jī)制。由于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中下行鏈路的帶寬高于上行鏈路的帶寬，因此要充分利用下行鏈路的帶寬，提升數(shù)據(jù)廣播的高經(jīng)濟(jì)性。

1.7 恢復(fù)與容錯(cuò)技術(shù)

移動(dòng)數(shù)據(jù)庫由于時(shí)間和地點(diǎn)的不確定性，帶寬信道相對有限，環(huán)境復(fù)雜，相比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，在恢復(fù)機(jī)制和容錯(cuò)機(jī)制上更加困難，更加復(fù)雜。數(shù)據(jù)經(jīng)常會(huì)在通訊傳輸中丟失。而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的恢復(fù)和容錯(cuò)機(jī)制不能直接應(yīng)用于移動(dòng)數(shù)據(jù)庫中，因此，就需要采用針對性的恢復(fù)與容錯(cuò)技術(shù)。

1.8 移動(dòng)數(shù)據(jù)安全技術(shù)

數(shù)據(jù)安全是數(shù)據(jù)庫最重要的一個(gè)功能，特別是關(guān)于資金方面的數(shù)據(jù)，不能有絲毫的偏差，并且需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行保密，不能外漏。移動(dòng)數(shù)據(jù)庫沒有固定的網(wǎng)絡(luò)安全，無線電容易被截取，因此美國近期提出了關(guān)于無線數(shù)據(jù)的安全加密標(biāo)準(zhǔn)。目前的安全技術(shù)主要從認(rèn)證設(shè)備，用戶的身份認(rèn)證方面加密，以此提升數(shù)據(jù)的安全性。

2 移動(dòng)數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

關(guān)于移動(dòng)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用，可以分為兩種類型，即數(shù)據(jù)庫的水平應(yīng)用與垂直應(yīng)用，水平應(yīng)該即應(yīng)用方案可以適應(yīng)各個(gè)行業(yè)的需求，很少需要單獨(dú)定制，垂直應(yīng)用則是針對相應(yīng)的行業(yè)，這些行業(yè)對于數(shù)據(jù)有著特殊的處理需求。在水平應(yīng)用中，用戶對于工作是采用協(xié)同完成的形式，可以操作系統(tǒng)內(nèi)部的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是以應(yīng)用在各類領(lǐng)域中。而對于垂直應(yīng)用，需要用戶來確定好信元內(nèi)數(shù)據(jù)，如果沒有得到授權(quán)的用戶，是無法訪問數(shù)據(jù)的，與水平應(yīng)用相比而言，垂直應(yīng)用受到了一定的限制。目前，移動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)在金融、航空、服務(wù)、鐵路、醫(yī)療衛(wèi)生、零售業(yè)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，再配合使用GPS技術(shù)還可以應(yīng)用于自動(dòng)儀表信息收集系統(tǒng)、大宗貨物運(yùn)輸系統(tǒng)、智能交通管理等行業(yè)之中。

3 結(jié)語

移動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)如今已成為數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域中一個(gè)熱點(diǎn)，它的應(yīng)用很大程度上改變、方便了人們的工作、學(xué)習(xí)和生活方式。移動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)在近年來得到了迅速發(fā)展，發(fā)展速度驚人，目前針對移動(dòng)數(shù)據(jù)庫的研究還處在初級(jí)階段，國際上也無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。移動(dòng)數(shù)據(jù)庫在應(yīng)用過程中會(huì)面臨硬件和軟件等方面的影響，在未來階段下，需要針對這一技術(shù)進(jìn)行更加深入的研究。

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