CN102609541A - 基于mssql数据库的sql信息采集审计系统 - Google Patents

基于mssql数据库的sql信息采集审计系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于数据库访问SQL分析技术领域，涉及一种基于MSSQL数据库的SQL信息采集审计系统，包括：MSSQL通讯报文分析模块，通过分析基于MSSQL数据库的应用系统客户端与MSSQL数据库之间的通讯协议，将通讯报文的SQL语句、SQL语句所带的参数、SQL语句的执行结果完整的分析出来，为其他模块提供数据来源；SQL语句语法解析模块，将SQL语句进行有效的结构分解，形成SQL操作日志库；MSSQL错误代码知识库分析模块，建立一个MSSQL数据库错误代码知识库，通过将数据库访问请求及请求的响应结果与MSSQL数据库错误代码知识库结合起来，分析基于MSSQL数据库的应用系统运行状况。本发明不需要对应用系统进行任何的配置改动和变更，对应用系统的正常运行没有任何影响，可以给用户、应用系统提供商及时了解系统运行状态提供了有力的支持。

Description

基于MSSQL数据库的SQL信息采集审计系统
技术领域
本发明属于数据库访问SQL分析技术领域，涉及一种基于TCP网络，对MSSQL 数据库应用客户端与MSSQL数据库服务器之间的网络通讯进行采集、SQL分析，并进行审计的系统。
背景技术
根据申请人了解，在基于TCP网络、使用MSSQL数据库服务器的应用系统中，由于客户机较多，访问量和数据传输量都较大。作为用户，很难在系统层面对MSSQL数据库的访问使用情况进行全面的分析，从而了解应用系统的运行状况。这样，在客户机与数据库服务器之间的通讯过程，几乎是一个黑匣子。在应用系统发生异常状况时，用户也没有该系统的历史运行状态。
一些传统的方法是修改MSSQL数据库服务器主机的一些配置，使数据库服务器主动记录一些访问日志，以备事后分析。但MSSQL数据库的这些配置变更，往往会大幅度的影响到MSSQL数据库服务器的运行效率，从而影响整个应用系统的性能。
目前，已经有一些基于网络的采集技术，如sniffer，这为通过网络方式，观察应用系统中数据库应用客户端与MSSQL数据库服务器之间的网络通讯状况，从而进行进一步深度分析提供了基本的技术支持。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种基于MSSQL数据库的SQL信息采集审计系统，不需要对应用系统进行任何的配置改动和变更，对应用系统的正常运行没有任何影响，可以对应用系统中SQL行为有全面的了解，给用户、应用系统提供商及时了解系统运行状态提供了有力的支持。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
基于MSSQL数据库的SQL信息采集审计系统，包括：
MSSQL通讯报文分析模块，通过分析基于MSSQL数据库的应用系统客户端与MSSQL数据库之间的通讯协议，对通讯报文中包含的基本通讯报文结构、SQL请求报文结构、RPC远程调用报文结构、SQL执行返回报文结构和SQL参数结构进行分析，从而获得通讯报文的SQL语句、SQL语句所带的参数、SQL语句的执行结果，为其他模块提供数据来源；
SQL语句语法解析模块，包括：SQL操作日志库、SQL操作统计子模块、SQL操作对象分析子模块和SQL执行结果分析子模块，
SQL操作日志库，该日志库用来保存以下内容：
通讯报文分析模块获得的SQL语句、SQL语句参数、SQL语句执行结果；
SQL语句语法解析后取到的SQL语句的各个组成部分，如一个SQL语句为SELECT username  FROM tuser_table, SQL语句语法解析模块把它解析成两个个部分，SQL类别为“SELECT”（属数据操纵类操作）、操作对象为数据库表tuser_table和该表所包含的字段 username。
SQL操作统计子模块，将SQL语句分为以下类别：数据库定义类操作、数据操纵类操作、数据库控制类操作和事务控制类操作，并分类统计，典型的分类统计的内容如：
操作类别 SQL语句数量
数据库定义类操作 12
数据操纵类操作 20
数据库控制类操作 30
事务控制类操作 40
；
SQL操作对象分析子模块，将操作对象从SQL语句中分离出来，分类存放到SQL操作日志库中，常见的SQL语句的操作对象指数据库的表、表字段等，如一个简单的SQL语句：SELECT username  FROM tuser_table，其操纵对象为为数据库表tuser_table和该表所包含的字段 username；
SQL执行结果分析子模块，在SQL操作执行异常时，将异常情况进行单独分析和保存；
MSSQL错误代码知识库分析模块，建立一个MSSQL数据库错误代码知识库，通过将数据库访问请求及请求的响应结果与MSSQL数据库错误代码知识库结合起来，分析基于MSSQL数据库的应用系统运行状况。如果一个SQL访问请求的响应结果中包含错误，则可以在SQL执行返回报文结构中取到错误代号，根据错误代号，结合错误代码知识库，可以知道该应用系统运行中出现了某种错误；
以上各模块之间通过计算机网络相互联接。
本发明对那些基于MSSQL数据库的应用系统中数据库Client/Server之间的通讯报文进行分析，获取有效的SQL语句、SQL语句参数及SQL语句的执行结果，全面了解MSSQL数据库的访问使用情况。同时，建立MSSQL数据库的错误代码知识库，将SQL语句执行状态与知识库相比较，及时分析应用系统中的数据库访问异常状况，为用户、应用系统提供商提供帮助。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的基于MSSQL数据库的SQL信息采集审计系统， MSSQL通讯报文分析模块包括以下协议分析：
⑴基本通讯报文结构分析：
       1字节          1字节 2字节 4字节
数据库类型 结束包标志 数据包大小 数据包指针
；
⑵Login登录协议结构分析：
字节序号 数据类型 数据项描述
8 字符串[30] host_name
38 1字节 host_name_length
39 字符串[30] user_name
69 1字节 user_name_length
70 字符串[30] password
100 1字节 password_length
101 字符串[30] host_process
131 1字节 host_process_length
132 1字节 magic1[6]
138 1字节 bulk_copy
139 1字节 magic2[9]
148 字符串[30] app_name
178 1字节 app_name_length
179 字符串[30] server_name
209 1字节 server_name_length
210 1字节 magic3[1]
211 1字节 password2_length
212 字符串[30] password2
242 字符串[223] magic4
465 1字节 password2_length_plus2
466 2字节 major_version
468 2字节 minor_version
470 字符串 library_name[10]
480 1字节 library_length
481 2字节 major_version2
483 2字节 minor_version2
485 1字节 magic6[3]
488 字符串[30] language
518 1字节 language_length
519 1字节 magic7[1]
520 2字节 old_secure
522 1字节 encrypted
523 1字节 magic8[1]
524 字符串 sec_spare[9]
533 字符串[30] 字符串_set
563 1字节 字符串_set_length
564 1字节 magic9[1]
565 字符串[6] block_size
571 1字节 block_size_length
；
⑶SQL请求报文结构分析：
2字节 字符串[n] 2字节
SQL的长度 SQL语句 参数标志位
；
⑷RPC远程调用报文结构分析：
2字节 字符串[n] 2字节
RPC名称的长度 RPC名称 标志位
RPC名称的长度 对应的RPC名称
0x1 sp_cursor        
0x2 sp_cursoropen    
0x3 sp_cursorprepare 
0x4 sp_cursorexecute 
0x5 sp_cursorprepexec
0x6 sp_cursorunprepare
0x7 sp_cursorfetch   
0x8 sp_cursoroption  
0x9 sp_cursorclose   
0xA sp_executesql    
0xB sp_prepare       
0xC sp_execute 
0xD sp_prepexec      
0xE sp_prepexecrpc   
0xF sp_unprepare     
；
⑸SQL执行返回报文结构分析：
标志位值(十六进制) 标志位值(十进制) 标志位名称
0x21  33 Language
0x71 113 Logout    
0x79 121 Return
0x7C 124 Process
0x81 129 Result    
0xA0 160 Column
0xA1 161 Column
0xA4 164 Table
0xA5 165 Column
0xA7 167 Compute
0xA8 168 Column
0xA9 169 Order
0xAA 170 Error
0xAB 171 Non-error
0xAC 172 Output
0xAD 173 Login
0xAE 174 control
0xD1 209 Data
0xD3 211 Data
0xD7 215 param
0xE2 226 Capability
0xE3 227 Environment
0xE5 229 Extended
0xE6 230 DBRPC
0xEC 236 param
0xEE 238 Result
0xFD 253 Result
0xFE 254 Process
0xFF 255 Done
；
⑹SQL参数结构分析：
参数的基本结构：
参数类型 参数数据
，
参数类型的结构：
1字节 字符串[n] 1字节 4字节
长度 参数名称 标志 使用类型
本发明的有益效果是：⑴从计算机网络层面对基于MSSQL数据库的应用系统中SQL操作进行分析，不需要对应用系统进行任何的配置改动和变更，对应用系统的正常运行没有任何影响；⑵对MSSQL数据库应用客户端与服务端之间的通讯报文进行了全面的解析、分解，完整地实现了对SQL语句的分析，从而对应用系统中SQL行为有了全面的了解；⑶通过建立MSSQL数据库的错误代码知识库，可以及时了解应用系统运行过程中，SQL操作发生的异常情况，给用户、应用系统提供商及时了解系统运行状态提供了有力的支持。
附图说明
图1是本发明的部署图。
图2是本发明的系统架构图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种基于MSSQL数据库的SQL信息采集审计系统，如图1和图2所示，各模块之间通过计算机网络相互联接，包括：
MSSQL通讯报文分析模块：
在基于MSSQL数据库的应用系统中，应用系统客户端与MSSQL数据库之间的通讯协议采用的是Microsoft公司的私有协议。本模块的主要功能是通过有效分析该协议，将通讯报文的SQL语句、SQL语句所带的参数、SQL语句的执行结果完整的分析出来，为其他模块提供数据来源。
本模块包含以下协议分析功能：
基本通讯报文结构分析：
       1字节          1字节 2字节 4字节
数据库类型 结束包标志 数据包大小 数据包指针
Login登录协议结构分析：
字节序号 数据类型 数据项描述
8 字符串[30] host_name
38 1字节 host_name_length
39 字符串[30] user_name
69 1字节 user_name_length
70 字符串[30] password
100 1字节 password_length
101 字符串[30] host_process
131 1字节 host_process_length
132 1字节 magic1[6]
138 1字节 bulk_copy
139 1字节 magic2[9]
148 字符串[30] app_name
178 1字节 app_name_length
179 字符串[30] server_name
209 1字节 server_name_length
210 1字节 magic3[1]
211 1字节 password2_length
212 字符串[30] password2
242 字符串[223] magic4
465 1字节 password2_length_plus2
466 2字节 major_version
468 2字节 minor_version
470 字符串 library_name[10]
480 1字节 library_length
481 2字节 major_version2
483 2字节 minor_version2
485 1字节 magic6[3]
488 字符串[30] language
518 1字节 language_length
519 1字节 magic7[1]
520 2字节 old_secure
522 1字节 encrypted
523 1字节 magic8[1]
524 字符串 sec_spare[9]
533 字符串[30] 字符串_set
563 1字节 字符串_set_length
564 1字节 magic9[1]
565 字符串[6] block_size
571 1字节 block_size_length
SQL请求报文结构分析：
2字节 字符串[n] 2字节
SQL的长度 SQL语句 参数标志位
RPC远程调用报文结构分析：
2字节 字符串[n] 2字节
RPC名称的长度 RPC名称 标志位
RPC名称的长度 对应的RPC名称
0x1 sp_cursor        
0x2 sp_cursoropen    
0x3 sp_cursorprepare 
0x4 sp_cursorexecute 
0x5 sp_cursorprepexec
0x6 sp_cursorunprepare
0x7 sp_cursorfetch   
0x8 sp_cursoroption  
0x9 sp_cursorclose   
0xA sp_executesql    
0xB sp_prepare       
0xC sp_execute 
0xD sp_prepexec      
0xE sp_prepexecrpc   
0xF sp_unprepare     
SQL执行返回报文结构分析：
标志位值(十六进制) 标志位值(十进制) 标志位名称
0x21  33 Language
0x71 113 Logout    
0x79 121 Return
0x7C 124 Process
0x81 129 Result    
0xA0 160 Column
0xA1 161 Column
0xA4 164 Table
0xA5 165 Column
0xA7 167 Compute
0xA8 168 Column
0xA9 169 Order
0xAA 170 Error
0xAB 171 Non-error
0xAC 172 Output
0xAD 173 Login
0xAE 174 control
0xD1 209 Data
0xD3 211 Data
0xD7 215 param
0xE2 226 Capability
0xE3 227 Environment
0xE5 229 Extended
0xE6 230 DBRPC
0xEC 236 param
0xEE 238 Result
0xFD 253 Result
0xFE 254 Process
0xFF 255 Done
SQL参数结构分析：
参数的基本结构：
参数类型 参数数据
参数类型的结构：
1字节 字符串[n] 1字节 4字节
长度 参数名称 标志 使用类型
SQL语句语法解析子模块：
本子模块的功能是将SQL语句进行有效的结构分解，把SQL语句分解为“操作”、“操作的对象”、“操作的参数”、“执行结果”。在本模块中，将重点对以下类型的数据进行统计，形成“SQL操作日志库”。
SQL操作统计：
本模块将SQL分为以下类别，并分类统计：
数据库定义类操作，如CREATE、ALTER、DROP、TRUNCATE、COMMENT、RENAME等等；
数据操纵类操作，如SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE、MERGE、CALL、EXPLAIN PLAN、LOCK TABLE等等；
   数据库控制类操作，如GRANT、REVOKE；
   事务控制类操作，如SAVEPOINT、ROLLBACK 、SET TRANSACTION等等；
SQL操作对象分析：
大多数数据库SQL操作都是对数据库中的对象进行操作，本模块将操作对象，如数据库表、数据表字段等从SQL中分离出来，分类存放到“SQL操作日志库”中。
SQL执行结果分析：
在应用系统运行过程中，由于各种原因，如应用系统的缺陷、网络环境的异常等都可能引起SQL操作执行的异常。本模块将这些异常情况进行单独分析和保存，以便与知识库结合，为用户分析异常情况提供帮助。
MSSQL错误代码知识库分析模块：
本模块的功能是建立了一个MSSQL数据库错误代码知识库，通过将数据库访问请求及请求的响应结果与知识库结合起来，可以有效的分析基于MSSQL数据库的应用系统运行状况，及时了解应用系统中的异常情况。
知识库摘要：
Figure 2012100388874100002DEST_PATH_IMAGE001
在某个IT基础设施运维管理系统中使用本发明涉及的分析与审计系统，基本的部署方式为：
在Linux上部署MSSQL数据库的通讯报文采集模块、SQL语句分析相关模块、SQL操作日志库、MSSQL的知识库等模块；
SQL语句分析相关模块自动产生SQL行为统计报告、SQL异常报告，并可以通过邮件方式发送给相关用户；
用户使用网页浏览器访问该“IT基础设施运维管理系统”，主动查看SQL行为统计报告等内容。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。 

Claims (2)

1.基于MSSQL数据库的SQL信息采集审计系统，其特征在于：包括：
MSSQL通讯报文分析模块，通过分析基于MSSQL数据库的应用系统客户端与MSSQL数据库之间的通讯协议，对通讯报文中包含的基本通讯报文结构、SQL请求报文结构、RPC远程调用报文结构、SQL执行返回报文结构和SQL参数结构进行解析，从而获得通讯报文的SQL语句、SQL语句所带的参数、SQL语句的执行结果，为其他模块提供数据来源；
SQL语句语法解析模块，包括：SQL操作日志库、SQL操作统计子模块、SQL操作对象分析子模块和SQL执行结果分析子模块，
SQL操作日志库，用来保存以下内容：通讯报文分析模块获得的SQL语句、SQL语句参数和SQL语句执行结果；
SQL操作统计子模块，将SQL语句分为以下类别：数据库定义类操作、数据操纵类操作、数据库控制类操作和事务控制类操作，并分类统计，分类统计的内容为：
操作类别 数量 数据库定义类操作 12 数据操纵类操作 20 数据库控制类操作 30 事务控制类操作 40
；
SQL操作对象分析子模块，将操作对象从SQL语句中分离出来，分类存放到SQL操作日志库中；
SQL执行结果分析子模块，在SQL操作执行异常时，将异常情况进行单独分析和保存；
MSSQL错误代码知识库分析模块，建立一个MSSQL数据库错误代码知识库，通过将数据库访问请求及请求的响应结果与MSSQL数据库错误代码知识库结合起来，分析某个基于MSSQL数据库的应用系统的运行状况，如果一个SQL访问请求的响应结果中包含错误，则可以在SQL执行返回报文结构中取到错误代号，根据错误代号，结合错误代码知识库，知道该应用系统运行中出现了某种错误；
以上各模块之间通过计算机网络相互联接。
2.如权利要求1所述的基于MSSQL数据库的SQL信息采集审计系统，其特征在于：MSSQL通讯报文分析模块包括以下协议分析：
⑴基本通讯报文结构分析：
       1字节          1字节 2字节 4字节 数据库类型 结束包标志 数据包大小 数据包指针
；
⑵Login登录协议结构分析：
字节序号 数据类型 数据项描述 8 字符串[30] host_name 38 1字节 host_name_length 39 字符串[30] user_name 69 1字节 user_name_length 70 字符串[30] password 100 1字节 password_length 101 字符串[30] host_process 131 1字节 host_process_length 132 1字节 magic1[6] 138 1字节 bulk_copy 139 1字节 magic2[9] 148 字符串[30] app_name 178 1字节 app_name_length 179 字符串[30] server_name 209 1字节 server_name_length 210 1字节 magic3[1] 211 1字节 password2_length 212 字符串[30] password2 242 字符串[223] magic4 465 1字节 password2_length_plus2 466 2字节 major_version 468 2字节 minor_version 470 字符串 library_name[10] 480 1字节 library_length 481 2字节 major_version2 483 2字节 minor_version2 485 1字节 magic6[3] 488 字符串[30] language 518 1字节 language_length 519 1字节 magic7[1] 520 2字节 old_secure 522 1字节 encrypted 523 1字节 magic8[1] 524 字符串 sec_spare[9] 533 字符串[30] 字符串_set 563 1字节 字符串_set_length 564 1字节 magic9[1] 565 字符串[6] block_size 571 1字节 block_size_length
；
⑶SQL请求报文结构分析：
2字节 字符串[n] 2字节 SQL的长度 SQL语句 参数标志位
；
⑷RPC远程调用报文结构分析：
2字节 字符串[n] 2字节 RPC名称的长度 RPC名称 标志位
RPC名称的长度 对应的RPC名称 0x1 sp_cursor         0x2 sp_cursoropen     0x3 sp_cursorprepare  0x4 sp_cursorexecute  0x5 sp_cursorprepexec 0x6 sp_cursorunprepare 0x7 sp_cursorfetch    0x8 sp_cursoroption   0x9 sp_cursorclose    0xA sp_executesql     0xB sp_prepare        0xC sp_execute  0xD sp_prepexec       0xE sp_prepexecrpc    0xF sp_unprepare     
；
⑸SQL执行返回报文结构分析：
标志位值(十六进制) 标志位值(十进制) 标志位名称 0x21  33 Language 0x71 113 Logout     0x79 121 Return 0x7C 124 Process 0x81 129 Result     0xA0 160 Column 0xA1 161 Column 0xA4 164 Table 0xA5 165 Column 0xA7 167 Compute 0xA8 168 Column 0xA9 169 Order 0xAA 170 Error 0xAB 171 Non-error 0xAC 172 Output 0xAD 173 Login 0xAE 174 control 0xD1 209 Data 0xD3 211 Data 0xD7 215 param 0xE2 226 Capability 0xE3 227 Environment 0xE5 229 Extended 0xE6 230 DBRPC 0xEC 236 param 0xEE 238 Result 0xFD 253 Result 0xFE 254 Process 0xFF 255 Done
；
⑹SQL参数结构分析：
参数的基本结构：
参数类型 参数数据
，
参数类型的结构：
1字节 字符串[n] 1字节 4字节 长度 参数名称 标志 使用类型
。
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