數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)在C2檢測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

摘 要：在原有煙支在線檢測的系統(tǒng)中，運(yùn)用微軟SQL Server 2005中的數(shù)據(jù)庫復(fù)制功能，建立一個數(shù)據(jù)庫合并發(fā)布訂閱系統(tǒng)。從而實(shí)現(xiàn)所有的客戶端之間可以共享配置信息，客戶端的檢測數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)傳送到服務(wù)器上。且當(dāng)客戶端在失去與服務(wù)器的連接時(shí)，仍能正常工作，所有的配置信息和檢測數(shù)據(jù)將在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后與服務(wù)器同步。該技術(shù)的運(yùn)用極大簡化了設(shè)備操作，提高了檢測數(shù)據(jù)的使用效率。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫復(fù)制 檢測系統(tǒng) 發(fā)布訂閱

中圖分類號：TP277文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（b）-0031-02

隨著煙草行業(yè)大規(guī)模工業(yè)化時(shí)代的到來，卷煙生產(chǎn)過程對卷煙產(chǎn)品質(zhì)量控制要求日趨嚴(yán)格，因此，很多企業(yè)大規(guī)模引進(jìn)具有精度更高，現(xiàn)場適應(yīng)更強(qiáng)的計(jì)量檢測設(shè)備來適應(yīng)這一要求，這樣在使用過程中就會產(chǎn)生大量的過程檢測數(shù)據(jù)，對于企業(yè)來說，就面臨著數(shù)據(jù)同步備份的問題。

1 總體概況

杭州卷煙廠C2檢測系統(tǒng)是由英國CERULEAN公司設(shè)計(jì)的第二代質(zhì)量綜合測試儀器C2組成的檢測系統(tǒng)，主要用于卷煙重量、長度、圓周、吸阻、通風(fēng)率的檢測。目前，C2檢測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中共有16臺C2綜合測試臺（以下簡稱C2），平均分布于車間卷煙制造機(jī)旁，通過以太網(wǎng)將所有C2的檢測數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，服務(wù)器端使用的是SQL Server 2005作為后臺數(shù)據(jù)庫，終端C2本地工控機(jī)上使用的是Access作為本地后臺數(shù)據(jù)庫，這種聯(lián)網(wǎng)方式對于大型檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份以及同步的實(shí)現(xiàn)造成了很大的影響。

2 數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)原理與分類

2.1 數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)原理

數(shù)據(jù)庫復(fù)制是在數(shù)據(jù)庫之間，對數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫對象進(jìn)行復(fù)制和分發(fā)，并且進(jìn)行同步以確保其一致性的一種技術(shù)。使用數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)可以通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)分發(fā)到不同的位置，可以通過局域網(wǎng)、使用撥號連接、通過Internet分發(fā)給遠(yuǎn)程或者移動用戶。

在SQL Server 2005中主要是采用發(fā)布、訂閱的方式來處理數(shù)據(jù)庫復(fù)制。源數(shù)據(jù)所在的服務(wù)器是發(fā)布服務(wù)器，負(fù)責(zé)發(fā)布數(shù)據(jù)。發(fā)布服務(wù)器把要發(fā)布的數(shù)據(jù)的所有改變情況的拷貝復(fù)制到分發(fā)服務(wù)器。分發(fā)服務(wù)器包含一個分發(fā)數(shù)據(jù)庫，可接收數(shù)據(jù)的所有改變，并保存這些改變，再把這些改變分發(fā)給訂閱服務(wù)器。一般情況下，發(fā)布服務(wù)器和分發(fā)服務(wù)器集中在同一服務(wù)器上。

2.2 數(shù)據(jù)庫復(fù)制的分類

（1）單向復(fù)制與雙向復(fù)制

數(shù)據(jù)庫復(fù)制根據(jù)訂閱服務(wù)器是否更新可劃分為單向復(fù)制和雙向復(fù)制。

單向復(fù)制也稱主從復(fù)制，數(shù)據(jù)庫主從關(guān)系確定后就不能改變，只允許從主數(shù)據(jù)庫復(fù)制數(shù)據(jù)到從數(shù)據(jù)庫，更新數(shù)據(jù)的操作只能在主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，從節(jié)點(diǎn)上的副本是只讀的。

雙向復(fù)制也稱對等式復(fù)制，所有參與的數(shù)據(jù)庫關(guān)系平等，即可看作是目標(biāo)數(shù)據(jù)庫，也可看作是源數(shù)據(jù)庫，復(fù)制修改可在源數(shù)據(jù)庫和目標(biāo)數(shù)據(jù)兩端進(jìn)行，這時(shí)復(fù)制對象的所有副本都可讀可寫的，修改其中任何一個都會最終影響全部副本。

（2）同步復(fù)制與異步復(fù)制

根據(jù)源數(shù)據(jù)庫更改同步目標(biāo)數(shù)據(jù)的傳播時(shí)效性，可分為同步復(fù)制和異步復(fù)制。

同步復(fù)制方式要求修改過程和復(fù)制過程同時(shí)進(jìn)行，即備份數(shù)據(jù)副本和源數(shù)據(jù)在任何時(shí)間都應(yīng)保持一致。異步復(fù)制方式允許修改過程和復(fù)制過程異步進(jìn)行，允許兩者之間存在時(shí)間延遲。

（3）事務(wù)性復(fù)制、合并復(fù)制和快照復(fù)制

SQL Server 2005在分布式應(yīng)用程序中提供了三種復(fù)制類型：事務(wù)性、合并、快照。

事務(wù)性復(fù)制通常從發(fā)布數(shù)據(jù)庫對象和數(shù)據(jù)的快照開始。創(chuàng)建了初始快照后，接著在發(fā)布服務(wù)器上所作的數(shù)據(jù)更改和架構(gòu)修改，通常在修改發(fā)生是時(shí)幾乎是實(shí)時(shí)傳遞給訂閱服務(wù)器。數(shù)據(jù)更改將按照其在發(fā)布服務(wù)器上發(fā)生的順序和事務(wù)邊界，應(yīng)用于訂閱服務(wù)器。事務(wù)性復(fù)制屬于同步復(fù)制。

快照復(fù)制將數(shù)據(jù)以特定時(shí)刻的瞬時(shí)狀態(tài)分發(fā)，而不監(jiān)視對數(shù)據(jù)的更新。發(fā)生同步時(shí)，將發(fā)生完整的快照，并將其發(fā)送到訂閱服務(wù)器。因?yàn)樵搹?fù)制方式是一次復(fù)制整個數(shù)據(jù)集，所以將數(shù)據(jù)修改傳播到訂閱服務(wù)器的時(shí)間較長。在數(shù)據(jù)更改量很大時(shí)，但很少發(fā)生時(shí)，快照復(fù)制是最合適的。

合并復(fù)制通常也是從發(fā)布數(shù)據(jù)庫對象和數(shù)據(jù)的快照開始，并且用觸發(fā)器跟蹤在發(fā)布服務(wù)器和訂閱服務(wù)器上所做的后續(xù)數(shù)據(jù)更改和架構(gòu)修改。訂閱服務(wù)器在連接到網(wǎng)絡(luò)時(shí)，將與發(fā)布服務(wù)器進(jìn)行同步，以交換自上次同步，以發(fā)布服務(wù)器和訂閱服務(wù)器之間發(fā)生更改的所有行。該復(fù)制屬于異步復(fù)制，減少了對網(wǎng)絡(luò)和硬件資源的消耗，對網(wǎng)絡(luò)具有更強(qiáng)的適應(yīng)性，更符合實(shí)際應(yīng)用。

3 數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)在C2檢測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1 復(fù)制拓?fù)湓O(shè)計(jì)思路

在C2檢測系統(tǒng)實(shí)際使用過程中，存在以下障礙性問題。

（1）工藝員增加牌號或更改儀器設(shè)置時(shí)，必須對每臺C2進(jìn)行操作。

當(dāng)車間網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題無法上傳數(shù)據(jù)時(shí)，需要在C2終端重新設(shè)置，把數(shù)據(jù)保存方式改為保存到儀器本地，如不更改，C2將無法繼續(xù)進(jìn)行檢測。

針對以上發(fā)現(xiàn)的問題，我們采用雙向、合并復(fù)制方式。將發(fā)布和分發(fā)服務(wù)器集中在中央數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，將訂閱服務(wù)器設(shè)置在C2終端本地工控機(jī)電腦上。C2是分布在車間的不同部位，由于數(shù)據(jù)庫的對等性，只要在對任何一臺訂閱服務(wù)器上增加牌號或者更改儀器設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將更改的數(shù)據(jù)傳播到發(fā)布服務(wù)器和其他訂閱服務(wù)器，這樣就不需要對每臺C2進(jìn)行操作，提高了工作效率，并保證了數(shù)據(jù)的安全性。在日常使用過程中，某臺C2將檢測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到中央數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，并將檢測數(shù)據(jù)同步傳播到該臺C2本地服務(wù)器中，這樣就實(shí)現(xiàn)了檢測數(shù)據(jù)自動備份在本地的功能，如果車間網(wǎng)絡(luò)遇到突發(fā)問題，無需對C2終端進(jìn)行設(shè)置，檢測數(shù)據(jù)將自動保存在本地服務(wù)器中，這就解決了數(shù)據(jù)自動備份的問題。C2檢測系統(tǒng)復(fù)制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示：

3.2 數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)的實(shí)施

（1）準(zhǔn)備工作

①在中央數(shù)據(jù)采集服務(wù)器和終端C2本地工控機(jī)上都創(chuàng)建一個同名的Windows用戶，命名為liqunsql，并設(shè)置成相同的密碼，作為發(fā)布數(shù)據(jù)庫快照文件夾的有效訪問用戶。

②在中央數(shù)據(jù)采集服務(wù)器和終端C2本地工控機(jī)上安裝SQL Server 2005 數(shù)據(jù)庫軟件，并在服務(wù)器端建立C2檢測系統(tǒng)所需的結(jié)果數(shù)據(jù)庫C2_Results和設(shè)置數(shù)據(jù)庫C2_Settings以及在兩個數(shù)據(jù)庫建立相關(guān)數(shù)據(jù)表。

③啟動操作系統(tǒng)里管理工具的兩個服務(wù)SQL SERVER和SQL BROWSER。

（2）配置發(fā)布/分發(fā)服務(wù)器

①選擇中央數(shù)據(jù)采集服務(wù)器充當(dāng)自己的分發(fā)服務(wù)器，由SQL Server來創(chuàng)建分發(fā)數(shù)據(jù)庫和日志。

②將中央數(shù)據(jù)采集服務(wù)器上的SQL Server代理服務(wù)配置為自動啟動。

③設(shè)置分發(fā)數(shù)據(jù)庫文件的文件夾以及分發(fā)數(shù)據(jù)庫日志文件的文件夾，該數(shù)據(jù)庫在配置分發(fā)服務(wù)器的時(shí)候形成，分發(fā)數(shù)據(jù)庫名為distribution。

4.配置分發(fā)服務(wù)器成功。

（3）創(chuàng)建發(fā)布物

①選擇要發(fā)布的數(shù)據(jù)庫C2_Results或C2_Settings，以合并發(fā)布的方式進(jìn)行發(fā)布。

②選擇訂閱服務(wù)器類型為SQL Server 2005。

③選擇要發(fā)布的各種表和其他對象。

④立即創(chuàng)建快照，使用發(fā)布架構(gòu)和數(shù)據(jù)的快照對訂閱進(jìn)行初始化。

⑤在快照代理安全性方面，選擇進(jìn)程賬戶liqunsql和設(shè)置相應(yīng)密碼（和之前設(shè)置的Windows用戶liqunsql使用相同的密碼）。

⑥創(chuàng)建發(fā)布物成功。

（4）訂閱發(fā)布

①選擇要訂閱的數(shù)據(jù)庫C2_Results或C2_Settings。

②選擇推送訂閱，該方式的好處是所有的管理都在中心位置，使得集中管理訂閱同步變得更加簡單。

③在分發(fā)安全代理方面，選擇進(jìn)程賬戶liqunsql和設(shè)置相應(yīng)密碼。

④訂閱發(fā)布成功。

至此就完成了對C2檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫合并發(fā)布訂閱功能的所有軟件配置，現(xiàn)該套系統(tǒng)已在杭州卷煙廠卷包車間使用了一年多時(shí)間，使用效果良好。通過這個數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以在數(shù)據(jù)采集服務(wù)器與C2 本地工控機(jī)之間進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)雙向同步，這樣既提高了儀器的使用效率，更保證了產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，對于生產(chǎn)車間的質(zhì)量控制有很大幫助。

4 結(jié)語

本文首先對杭州卷煙廠C2檢測系統(tǒng)項(xiàng)目進(jìn)行了簡要概述，并對數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)的原理與分類進(jìn)行了介紹，繼而針對C2檢測系統(tǒng)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理技術(shù)問題進(jìn)行了分析，將SQL Server 2005 數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)應(yīng)用到C2檢測系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了有實(shí)際意義的復(fù)制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最后給出了復(fù)制技術(shù)的具體實(shí)施步驟。由于該復(fù)制技術(shù)的應(yīng)用具有很強(qiáng)的代表性，因此對煙草行業(yè)檢測儀器領(lǐng)域應(yīng)用數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)具有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]章立民研究室.SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫開發(fā)實(shí)戰(zhàn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]江士方，徐守坤.基于數(shù)據(jù)庫的復(fù)制技術(shù)與應(yīng)用[J].江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，16（4）：56-59.

[3]王璐.分布式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)的應(yīng)用研究[D].甘肅蘭州：蘭州理工大學(xué)，2005.

[4]秋余，王璐.分布式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)復(fù)制的研究與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2005，26（5）：1185-1189.

[5]邵佩英.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其應(yīng)用[M].科學(xué)出版社，2000.

[6]Microsoft Corporation，Microsoft SQL Server2000 Distributed Data Operations and Replication[M]. Redmond：Microsoft Press，2001.

[7]汪大為，基于事務(wù)的分布式數(shù)據(jù)庫復(fù)制服務(wù)器技術(shù)[J].撫順石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，18（2）：44-46