CN109522365B

CN109522365B - 信息管理系统中数据表及其字段分布式访问控制的方法

Info

Publication number: CN109522365B
Application number: CN201811219954.6A
Authority: CN
Inventors: 陈杰
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2018-10-18
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2038-10-18
Also published as: CN109522365A

Abstract

本发明公开了信息管理系统中数据表及其字段分布式访问控制的方法，包括如下步骤：S1、分别在四类用户的数据库中建立分布式访问控制的数据表，数据表中包括用于标识字段是否可被继承的字段；S2、建立用于管理业务和数据表数据的树形继承的继承机制和协调集群各数据库之间数据表数据实时同步的同步机制；S3、根据建立的继承机制和同步机制进行访问控制，使各用户共享公有的相同的数据表与字段，并管理各自私有的数据表与字段。本发明对于不同的业务对数据表中字段用途和数据类型实现不同的需求，采用树形结构描述角色之间继承的关系，采用可视化展示方式，关系直观清晰，同步机制保证了实时性，实现信息管理系统中数据表及其字段的实时且高效管理。

Description

信息管理系统中数据表及其字段分布式访问控制的方法

技术领域

本发明属于信息技术领域，具体涉及信息管理系统中数据表及其字段分布式访问控制的方法。

背景技术

在信息管理系统中，用户对于不同的业务，对数据表中字段用途和数据类型有不同的需求。例如，在教育管理部门，省、市、区(县)三级的教育部门以及学校四类用户，面对的管理对象(教师与学生)是相同的，但对管理对象的信息表以及字段的需求又不一样。他们四者既有相同的表与字段需求，又有不同的表与字段的需求。如何实时且高效地管理这些数据，是值得研究的问题。

通过分布式控制访问的方式，将管理的数据分别在四类用户的机房中部署，共享相同的数据表与字段，并管理各自私有的数据表与字段，是实时且高效地管理数据的有效方法。

现有最为接近的方案：权限角色继承方法-201010199857.2；101872397B，该方法利用数据库保存继承角色与被继承角色之间的双向链表信息，通过结构化查询语言保存和查询角色继承关系。双向链表保存继承关系无法实现一个父类角色被多个子类角色的继承关系，限制了一个父类角色被多个子类角色继承的应用场景，其继承关系单一，缺乏灵活性。此外，该方法在继承过程中，子类角色自动拥有父类角色的权限，而无法实现父类角色中只有一部分权被子类角色继承的业务场景。

发明内容

本发明的目的在于：解决目前分布式访问控制方法难以实现对于不同的业务，对数据表中字段用途和数据类型实现不同的需求，无法实现父类角色中只有一部分权被子类角色继承的业务场景，所以难以做到实时且高效管理的问题，提出一种信息管理系统中数据表及其字段分布式访问控制的方法。

本发明采用的技术方案如下：

信息管理系统中数据表及其字段分布式访问控制的方法，包括如下步骤：

S1、分别在四类用户的数据库中建立分布式访问控制的数据表，数据表中包括用于标识字段是否可被继承的字段；

S2、建立用于管理业务和数据表数据的树形继承的继承机制和协调集群各数据库之间数据表数据实时同步的同步机制，

继承机制的继承步骤如下：S211：从目标业务获取所有可被继承的字段，并从中选取可继承生效字段作为子业务所拥有字段，S212：添加子业务的新字段，并设置子业务所有字段的可继承、生效属性，S213：完成S1、S2步骤之后设置新业务生效，并通过同步机制通知有新业务生成；

同步机制的同步步骤如下：S221：本地生成新业务与字段，S222：向下一个节点广播有新业务与字段生成，S223：下一个节点更新相关数据表；

S3、根据建立的继承机制和同步机制进行访问控制，使各用户共享公有的相同的数据表与字段，并管理各自私有的数据表与字段。

进一步，所述数据表中所属树形继承的继承机制的字段包括：(1)、用于保存字段信息的字段表，(2)、用于保存业务信息的业务表，(3)、用于保存父业务与子业务信息的继承表，(4)、用于记录所有本地或远程业务的字段所有关系的字段与业务从表，其中包括标识字段是否可被继承的可被继承属性。

进一步，所述数据表中所属同步机制的字段包括：(1)、用于保存远程数据的数据缓存表，(2)、用于远程字段到本地字段的转换的远程字段路由表，(3)、用于远程业务到本地业务的转换的远程业务路由表，(4)、用于记录各表更新时间的更新时间记录表。

进一步，所述同步机制所辖操作范围包括请求同步、广播同步和心跳同步。

进一步，所述树形继承的继承机制中，当子业务b_n继承自父业务b_m时，字段与业务表对父b_m的所有生效可被继承字段为s_m，子业务添加(b_n，s_m)，当仅需要b_n继承b_m部分可被继承字段时，将不需要继承的字段的元组生效位复位删除。

进一步，所述访问控制方法为：当某一业务b_n所在主机h_n向另一主机h_m请求访问某一字段s_n，仅当h_m中远程字段路由表记录有元组(s_m，s_n，h_n)，且远程业务路由表记录有(b_m，b_n，h_n)，并有(s_m，b_m)在字段与业务表中时，该请求访问成功。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过数据表中用于标识字段是否可被继承的字段，在继承过程中，为角色赋予业务权限时，除了满足传统的子类角色权限不少于其父类角色权限的应用场景，还通过引入生效可被继承字段确定了私有权限类型，增加了一个新的应用场景：子类角色的权限属于其父类角色权限的一部分，这样针对不同业务需求，对数据表中字段用途和数据类型实现不同的需求，提高了用户对角色权限设置的效率实现父类角色中只有一部分权被子类角色继承的业务场景，采用树形结构描述角色之间继承的关系，角色之间的关系采用可视化的展示方式，其关系直观清晰，同步机制保证了实时性，实现信息管理系统中数据表及其字段的实时且高效管理；

2、本发明中，树形结构的继承机制在继承过程中，允许一个父类角色被多个子类角色同时继承，并且杜绝在角色继承关系时出现死循环的情况，这位用户对角色的继承设置提供了极大的便利；

3、本发明中，访问控制方法为当某一业务b_n所在主机h_n向另一主机h_m请求访问某一字段s_n，仅当h_m中远程字段路由表记录有元组(s_m，s_n，h_n)，且远程业务路由表记录有(b_m，b_n，h_n)，并有(s_m，b_m)在字段与业务表中时，该请求访问成功，关系直观清晰，有助于数据表的高效管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明方法流程图；

图2为本发明创建数据表新字段、业务时相关表格变化情况举例图；

图3为本发明创建数据表新字段、业务时集群主机之间的协作图；

图4为本发明同步机制-只读-流程图；

图5为本发明同步机制-写入-流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明通过数据表中用于标识字段是否可被继承的字段，在继承过程中，实现父类角色中只有一部分权被子类角色继承的业务场景，满足对于不同的业务，对数据表中字段用途和数据类型实现不同的需求，采用树形结构描述角色之间继承的关系，角色之间的关系采用可视化的展示方式，其关系直观清晰，同步机制保证了实时性，实现信息管理系统中数据表及其字段的实时且高效管理。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明提供的一种信息管理系统中数据表及其字段分布式访问控制的方法，流程图如图1所示，包括如下步骤：

例如：省部管理部门要在省部机房r_prov中建立新业务b_new，其需要成都市市级部门机房r_muni所拥有的公开的已有业务b_old的公开字段s_old，那么b_new直接从b_old继承s_old。将一个机房的所有主机看成一个数据库，专利应用对象为这些数据库。

公有与私有关系通过数据表中字段与业务从表的可被继承、生效字段控制。业务看作是两类字段的集合，例：业务b_1＝{{s_pub1、s_pub2}、{s_pri1、s_pri2}}当b_1被新业务b_2继承时，通过可被继承找到生效的公有字段s_pub＝{s_pub1、s_pub2}。当公有字段s_pub属于b_2时，其字段并未生效可用，需要b_2确认是否完全继承s_pub中的所有字段，并创建新的私有字段与公有字段。

所述数据表中所属树形继承的继承机制的字段包括：

(1)字段表，用于保存字段信息，其属性包括以下部分：

a)字段编号：用于保存字段唯一索引值；

b)生效：用于删除本地字段或创建；

c)位置：用于标识字段所在位置为本地或者远程；

d)其它：字段的其它应用属性；

(2)业务表，用于保存业务信息，其属性包括以下部分：

a)业务编号：用于保存业务唯一索引值；

b)生效：用于删除本地业务或创建；

c)位置：用于标识业务所在位置为本地或者远程；

d)其它：业务的其它应用属性；

(3)继承表，其属性包括以下部分：

a)父业务本地编号：继承关系中父业务所在主机上的业务编号；

b)子业务本地编号：继承关系中子业务所在主机上的本地编号；

c)父业务位置：父业务所在主机位置标识；

d)子业务位置：子业务所在主机位置标识；

注：其中子业务本地编号与子业务位置唯一时，满足树形继承。

(4)字段与业务从表，记录所有本地或远程业务的字段所有关系

a)字段编号：同(1)a)

b)业务编号：同(2)b)

c)可被继承：用于标识字段是否可被继承，不可被继承时字段为私有字段；

d)生效：用于字段与业务之间绑定或删除绑定。

基于以上数据衰的继承机制阐述：当子业务b_n继承自父业务b_m时，字段与业务表对父b_m的所有生效可被继承字段为s_m，子业务添加(b_n，s_m)，当仅需要b_n继承b_m部分可被继承字段时，将不需要继承的字段的元组生效位复位删除。

所述数据表中所属同步机制的字段包括：

(1)数据缓存表，用于保存远程数据；

(2)远程字段路由表，用于远程字段到本地字段的转换，其属性包括以下部分：

a)本地字段编号：引用自本地字段唯一索引值；

b)远程主机字段编号：远程主机中字段唯一索引值；

c)远程主机位置：字段所在主机位置标识；

(3)远程业务路由表，用于远程业务到本地业务的转换，其属性包括以下部分：

a)本地业务编号：引用自本地业务唯一索引值；

b)远程主机业务编号：远程主机中业务唯一索引值；

c)远程业务位置：业务所在主机位置标识；

(4)更新时间记录表，用于记录各表更新时间，其属性包括以下部分：

a)最后更新时间：用于记录表最后更新时间；

b)表编号：表唯一索引值，包括系统表以及应用表。

本发明创建数据表新字段、业务时相关表格变化情况举例图如图2所示，(a)为一般待机情况举例图，(b)(c)(d)为创建新业务与新字段举例图。

数据缓存表的一种实现举例：

a)数据缓存表表头：主码、字段、值、修改时间。

b)数据缓存表常规可选附加列：值类型、排序等。

数据缓存表维护方法：当数据缓存表大小到达一定阀值，可依据修改时间，并使用一定附加操作记录信息，使用LRU等淘汰方法。

基于以上数据表的访问控制机制：当某一业务b_n所在主机h_n向另一主机h_m请求访问某一字段s_n，仅当h_m中远程字段路由表记录有元组(s_m，s_n，h_n)，且远程业务路由表记录有(b_m，b_n，h_n)，并有(s_m，b_m)在字段与业务表中时，该请求访问成功。

同步机制所辖操作范围中一般操作为请求同步、广播同步、心跳同步，三种同步操作解释如下：

(1)请求同步，一般在以下情况中，依据路由表内容更新同步对应本地表：

a)读取远程字段时，同步更新数据缓存表；

b)创建业务时，询问被继承业务所在主机请求返回可继承字段以及可继承字段相关信息，同步更新继承表、字段表、业务表、字段与业务从表，并同步业务所拥有远程字段内容到本地数据缓存表；

c)其他需要本地缓存数据为集群中最新数据的情况；

(2)广播同步，一般在以下情况中，依据路由表内容通知相关业务或字段所在主机更新远程主机中的相关表：

a)本地字段或业务数据变动时，广播通知集群中主机更具更新时间记录表同步更新对应表；

b)其它需要应用相关数据变动后。

(3)心跳同步，定时依据路由表内容通知集群中主机同步表。

本发明同步机制创建数据表新字段、业务时集群主机之间的协作图如图3所示。

分布式系统中会遇到的异常通常包括：

链路异常：节点正常运行，节点与系统中某一其它节点不能直接到达。

节点异常：节点发生错误、宕机或者节点与系统中所有其他节点发生链路异常。

可采用如下常见的异常处理办法：

(1)请求超时机制

①只读

1)用户的只读请求

用户向数据库系统发出的指令包含的任意一次读操作都会发送一条只读请求，以增强数据的一致性(参照CAP理论中的定义，下同)。当请求回应两个时间点的时间差T1大于一定(自定义)数值时，返回超时状态。

2)同步请求

收到只读请求的主机向业务相关远程字段主机请求同步，以保证在只读请求发起的近一段网络传输时间(约一个RTT，计算机网络往返时延，即RTT，Round-Trip Time，若无特殊注释下同)，发起只读请求的主机本地数据与业务字段所在主机的数据一致。当请求回应两个时间点的时间差T2大于一定(自定义)数值时，返回超时状态。一般来说，T2的值等于一个RTT时间加上数据传输时间，其中数据传输时间可通过一定的策略计算。

3)发生到目标主机的超时异常时，将超时异常当作发生链路异常的情况处理，向其它可达主机发出救援请求。在不符合链路异常，所有援救请求都被拒绝时，可确定出现了不可到达分区，即节点异常，这是可牺牲一定的数据一致性，向所有其它节点的主机请求获取最新数据，也可以更具需要(比如需要保证数据的强一致性时)直接向用户返回超时状态。

4)救援请求超时，而存在其它节点接受救援请求的情况下，救援请求超时可忽略，对只读操作不会造成很大影响。而在所有救援请求都超时，有极大可能发出请求本身的主机所有链路异常(相当于节点异常)。

5)超时状态返回时，可根据返回了超时状态的操作的错误信息，联系相关管理员以共同解决超时不可达问题。

同步机制.只读.流程图如图4所示。

②写入(只写)

1)用户的写入请求

用户向数据库系统发出的指令包含的任意一次写操作都会发送一条写入请求，在需要序列化执行事务的时，加入事务序号以及前驱后继关系标识，以阻塞后继先到达事务。类似只读操作的只读请求，当请求回应两个时间点的时间差T3大于一定(自定义)数值时，返回超时状态。

2)数据库系统的写入请求

收到来自用户指令中的写入请求的主机向相关业务字段所在主机请求写入。当请求回应两个时间点的时间差T4大于一定(自定义)数值时，返回超时状态。一般来说，T4的值等于一个RTT时间(或两个)、远端主机处理数据的时间以及数据传输的时间，远程主机处理数据的时间以及数据传输的时间可通过一定的策略计算。

3)生效请求

在远端字段所在主机写入操作完毕以后，通知发出写入请求的主机已完成写入操作或远端主机操作失败(类似HTTP第一次握手的作用，返回写入操作状态)，再让发出写入请求的主机通知远端主机可生效(第二次握手)，并等待远端主机生效操作完成的操作状态(第三次握手)。

在存在生效请求机制的情况下，在生效请求超时，有两种可能的原因，一种是突然发生链路错误，或者突然发生节点错误。而在远端字段所在主机上可能出现还未生效或者已生效两种情况。这两种情况在本地得知操作超时，并返回给包含真一次写入操作的事务失败状态时，远端数据保留并可通过日志查找到本次错误，这样利于超时异常恢复后处理异常。

4)救援请求

写入救援，通过另一台可到达相关业务字段所在节点的节点主机，作为代理主机发送写入请求。在有复数个节点返回接受救援请求时，可通过一定策略选取特定节点(一般为最优节点)，作为代理节点。

响应救援请求的节点主机采用懒惰工作方式(lazy)，即在发出救援请求的主机发送来代理写入数据时才施行代理写入功能。在一定时间段内未接收到需写入数据时，按救援请求超时处理，对写入操作并不会造成很大影响。

同步机制-写入-流程图如图5所示。

(2)日志修复机制

当某一节点主机发生非网络错误时，记录日志以在下一次运行时修复未完成操作所造成的影响。当发生网络错误时，记录网络错误以在运行时或者下一次运行时修复错误产生影响。修复日志一般又数据库系统自行提供。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种信息管理系统中数据表及其字段分布式访问控制的方法，其特征在于：包括如下步骤：

继承机制的继承步骤如下：S211：从目标业务获取所有可被继承的字段，并从中选取可继承生效字段作为子业务所拥有字段，S212：添加子业务的新字段，并设置子业务所有字段的可继承、生效属性，S213：完成S211、S212步骤之后设置新业务生效，并通过同步机制通知有新业务生成；

所述树形继承的继承机制中，当子业务b_n继承自父业务b_m时，字段与业务表对父b_m的所有生效可被继承字段为s_m，子业务添加(b_n，s_m)，当仅需要b_n继承b_m部分可被继承字段时，将不需要继承的字段的元组生效位复位删除；

2.根据权利要求1所述的信息管理系统中数据表及其字段分布式访问控制的方法，其特征在于：所述数据表中所属树形继承的继承机制的字段包括：(1)、用于保存字段信息的字段表，(2)、用于保存业务信息的业务表，(3)、用于保存父业务与子业务信息的继承表，(4)、用于记录所有本地或远程业务的字段所有关系的字段与业务从表，其中包括标识字段是否可被继承的可被继承属性。

3.根据权利要求1所述的信息管理系统中数据表及其字段分布式访问控制的方法，其特征在于：所述数据表中所属同步机制的字段包括：(1)、用于保存远程数据的数据缓存表，(2)、用于远程字段到本地字段的转换的远程字段路由表，(3)、用于远程业务到本地业务的转换的远程业务路由表，(4)、用于记录各表更新时间的更新时间记录表。

4.根据权利要求1所述的信息管理系统中数据表及其字段分布式访问控制的方法，其特征在于：所述同步机制所辖操作范围包括请求同步、广播同步和心跳同步。

5.根据权利要求1所述的信息管理系统中数据表及其字段分布式访问控制的方法，其特征在于：所述访问控制方法为：当某一业务b_n所在主机h_n向另一主机h_m请求访问某一字段s_n，仅当h_m中远程字段路由表记录有元组(s_m，s_n，h_n)，且远程业务路由表记录有(b_m，b_n，h_n)，并有(s_m，b_m)在字段与业务表中时，该请求访问成功。