CN103336782B - 一种关系型分布式数据库系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了关系型分布式数据库系统，由代理层、连接池层和数据层组成；数据层包括多个数据库节点；代理层将外部应用程序的SQL语句转换成可执行的SQL语句，并确定执行该SQL语句的目标数据库节点，然后把可执行的SQL语句传递给连接池层；连接池层用于创建、管理代理层和数据层的连接；并将可执行的SQL语句传递至执行该SQL语句的目标数据库节点；执行该SQL语句的目标数据库节点执行相应的查询或执行操作，并返回执行结果，该结果通过连接池层、代理层返回给外部应用程序。本发明能够实现海量数据库的高频插入、查询。

Description

一种关系型分布式数据库系统

技术领域

本发明涉及一种关系型分布式数据库系统，适用于海量存储数据，以CentOS操作系统为软件开发、运行环境的分布式数据库领域。

背景技术

在当今信息日益庞大日益快速的时代，需要向用户提供大量快速有益的信息，另一方面，由于过去集中式数据库的数据存储在一处，表现出查询插入数据较慢，并且受到物理性能的限制，物理设备也容易损坏，传统数据库已经不能满足用户的需要。为了统一分布式数据库系统的开发方式，节约时间和人力成本，加快系统快速响应周期，就需要一种能够适用于当前快速响应需求的网络分布式数据库系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种适用于海量存储、高频操作的超大规模应用的关系型分布式数据库系统，能够实现海量数据库的高频插入、查询。

本发明包括如下技术方案：

一种关系型分布式数据库系统，由代理层、连接池层和数据层组成；数据层包括多个数据库节点；

代理层将外部应用程序的SQL语句转换成可执行的SQL语句，并确定执行该SQL语句的目标数据库节点，然后把可执行的SQL语句传递给连接池层；

连接池层用于创建、管理代理层和数据层的连接；并将可执行的SQL语句传递至执行该SQL语句的目标数据库节点；

执行该SQL语句的目标数据库节点执行相应的查询或执行操作，并返回执行结果，该结果通过连接池层、代理层返回给外部应用程序。

代理层包括SQL转换模块、转发模块和集群模块；连接池层包括连接模块；每个数据库节点包括查询模块和执行模块；

SQL转换模块将外部应用程序的SQL语句转换成可执行的SQL语句，然后把可执行的SQL语句发送至转发模块；

转发模块将所述可执行的SQL语句转发至集群模块；

集群模块通过分发算法确定执行所述可执行的SQL语句的目标数据库节点；

连接模块用于创建、管理代理层和数据层的连接，当接到代理层的请求后，连接模块提供一个代理层与目标数据库节点的有效连接，当目标数据库节点执行相应的查询或执行操作后，通过当前有效连接将结果返回至代理层；

每个数据库节点的查询模块用于执行查询操作，当查询模块接到连接池层的查询请求后，立即进行查询操作，然后将查询结果返回至连接池层；

每个数据库节点的执行模块用于执行除了查询操作的其它操作，当执行模块接到连接池层的执行请求后，立即执行，然后将执行结果返回至连接池层。

本发明与现有数据库技术相比的优点在于：本发明通过代理层可以加入用户自己的业务数据需求，能够实现海量存储（对于用户而言，只有一个数据库和表，但是对于后台实际存储而言，有多台机器，每台机器有多个数据库，每个数据库有多个数据表）、高频插入、查询，通过代理机制获取更高的性能，比使用集中式数据库更加快速、高效，兼容各种地理位置的数据库，在用户看来那只是一个“集中式数据库”，在实际的执行中，整个网络的数据库都充分发挥自己的响应速度，性能更佳。

附图说明

图1为本发明的关系型分布式数据库系统的三层示意图。

图2为本发明的关系型分布式数据库系统组成结构图。

具体实施方式

本发明的数据库系统将分布在不同地方的数据库通过网络连接起来，抽象为“数据操作经过前端代理之后，以转发形式下达到具体数据中进行执行”的控制行为。

如图1、2所示，本发明的关系型分布式数据库系统包括由多个数据库节点组成的数据层、代理层和连接池层。代理层通过连接池层与数据层进行通信。代理层将外部应用程序的SQL语句转换成可执行的SQL语句，并通过分发算法确定执行该SQL语句的目标数据库节点；并把可执行的SQL语句传递给连接池层。连接池层用于创建、管理代理层和数据层的连接；并将可执行的SQL语句传递至执行该SQL语句的目标数据库节点；执行该SQL语句的目标数据库节点执行相应的查询或执行操作，同时将查询或者执行结果通过连接池层、代理层返回给外部应用程序。

代理层（前端代理数据库），为外部应用程序如应用程序1、应用程序2等提供应用程序接口以便访问数据层；代理层可以通过TCP/IP协议与外部应用程序通信，从而实现外部应用程序与数据层的通信。TCP/IP协议已经是通用的通信协议，在此就不在过多的进行介绍。关系型分布式数据库系统通过TCP/IP协议与外部应用程序进行数据交互。

根据本发明的关系型分布式数据库，所有与数据层有关的操作都集中在前端代理数据库，部署时用一个机器部署前端代理数据库，可以将连接池也部署在此机器上，也可以部署在另一机器上。数据层可以按照实际需要的数据库节点部署具体节点数量，一个数据库节点对应一个IP地址、端口号和数据库，在一台机器上可以部署多个数据库节点。所有的数据节点要接受代理层的管理。外部应用程序只需要遵循TCP/IP协议规范即可实现与本发明的数据库系统的信息交互，从而可实现大数据量高频的插入（即存储），同时可以进行快速的查询。如果用户都有高性能的需求时，根据本发明的实施方案的关系型分布式数据库，即可实现业务功能需求。

如图2所示，代理层包括SQL转换模块、转发模块和集群模块，在集群模块中存储一个表，它由外部应用程序编号、IP地址、端口号、数据库和数据库节点编号，该表的组成形式例如可以如表1所示，一个外部应用程序对应一个数据库节点。连接池层包括连接模块。数据层的每个数据库节点包括执行模块和查询模块。

表1

当收到外部应用程序对数据的请求时，用户的SQL语句首先经过SQL转换模块，按照自定义规则重写、生成可执行的SQL语句。当有可执行的SQL语句需要执行时，则调用转发模块，转发模块然后调用集群模块。

在集群模块中，主要依靠分发算法，它管理着所有被操作的IP地址、端口号和数据库，IP地址、端口号和数据库对应一个编号，编号从零开始增加（增加幅度值为1），直至IP地址、端口号和数据库管理完毕。通过该外部应用程序所对应的IP地址、端口号和数据库，返回该IP地址、端口号和数据库对应的编号，通过编号可以找到执行该SQL语句的目标数据库节点。当找到目标数据库节点时，在具体执行的数据库节点上执行查询模块或执行模块，并返回操作结果。此操作结果提供成功、失败、异常、多结果集、单结果集、自定义结果集等多种类型。

连接模块用于创建、管理代理层和数据层的连接，当接到代理层的请求后，连接模块提供一个代理层与目标数据库节点的有效连接，当目标数据库节点执行相应的查询或执行操作后，通过当前有效连接将结果返回至代理层。

查询模块接到连接层的查询请求后，立即执行，然后通过连接层返回结果集或者结果值。

执行模块不仅包括添加、删除和修改，还包括创建、删除数据库、表、索引和视图等操作。它接到连接层的执行请求后，立即执行，然后通过连接层返回结果值。

本发明未详细说明内容为本领域技术人员公知技术。

Claims (1)

1.一种关系型分布式数据库系统，其特征在于，由代理层、连接池层和数据层组成；数据层包括多个数据库节点；一个数据库节点对应一个IP地址、端口号和数据库；所有与数据层有关的操作都集中在前端代理层，所有的数据库节点接受代理层的管理，代理层通过TCP/IP协议与多个外部应用程序通信；一个外部应用程序对应一个数据库节点；

代理层将外部应用程序的SQL语句转换成可执行的SQL语句，并确定执行该SQL语句的目标数据库节点，然后把可执行的SQL语句传递给连接池层；

连接池层用于创建、管理代理层和数据层的连接；并将可执行的SQL语句传递至执行该SQL语句的目标数据库节点；

执行该SQL语句的目标数据库节点执行相应的查询或执行操作，并返回执行结果，该结果通过连接池层、代理层返回给外部应用程序；

代理层包括SQL转换模块、转发模块和集群模块；连接池层包括连接模块；每个数据库节点包括查询模块和执行模块；

SQL转换模块将外部应用程序的SQL语句转换成可执行的SQL语句，然后把可执行的SQL语句发送至转发模块；转发模块将所述可执行的SQL语句转发至集群模块；集群模块通过分发算法确定执行所述可执行的SQL语句的目标数据库节点；在集群模块中存储一个表，该表由外部应用程序编号、IP地址、端口号、数据库和数据库节点编号组成；

连接模块用于创建、管理代理层和数据层的连接，当接到代理层的请求后，连接模块提供一个代理层与目标数据库节点的有效连接，当目标数据库节点执行相应的查询或执行操作后，通过当前有效连接将结果返回至代理层；

每个数据库节点的查询模块用于执行查询操作，当查询模块接到连接池层的查询请求后，立即进行查询操作，然后将查询结果返回至连接池层；

每个数据库节点的执行模块用于执行除了查询操作的其它操作，当执行模块接到连接池层的执行请求后，立即执行，然后将执行结果返回至连接池层。