CN113612817B - 一种去中心化的数仓智能组网系统及方法 - Google Patents

一种去中心化的数仓智能组网系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种去中心化的数仓智能组网系统及方法，为了解决自动完成大数据数仓集群的组网的问题，包括：若干个智能数仓一体机，包括计算引擎、数仓存储、调度引擎、查询引擎、算法仓库、应用服务和令牌总线管理；若干个机柜总线控制器，每个所述机柜总线控制器控制若干个所述智能数仓一体机；网络交换机，用于若干个所述机柜总线控制器和若干个所述智能数仓一体机之间的网络交换；TCP/IP总线，用于连接所述机柜总线控制器、所述网络交换机和所述智能数仓一体机。本发明的有益效果是：可以自动完成大数据数仓集群的组网。

Description

一种去中心化的数仓智能组网系统及方法
技术领域
本发明涉及大数据数仓一体机组网领域，尤其涉及一种去中心化的数仓智能组网系统及方法。
背景技术
近年随着大数据技术的发展，基于数据仓库的海量数据分析成为各种业务系统进行业务分析、用户画像、产品跟踪的必备，在智慧城市、工业互联网、智慧校园等多个行业发挥了重要作用，但是大数据、数据仓库技术体系复杂，涉及到海量数据存储、大数据实时计算、离线算法分析、高并发任务调度等多个技术场景，正因为大数据、数据仓库产品需要满足用户对于各种大数据分析场景的需求，在技术选型时往往引入了各种技术中间件来实现相关需求，导致大数据项目实施成本高、部署困难、部署规格不一致，从而导致实施后效果不统一、运维困难、问题多，达不到用户对于性能、正确性、可靠性方面的要求。
由此很多大数据产品厂商纷纷推出了标准化的数仓一体机，简化了实施安装、部署、调试的过程，能够做到开箱即用，针对一些中小规模的项目起到了立竿见影的效果，但是一体机因为本身配置规格的限制，性能指标受限，无法满足用户业务发展后对于性能扩展的要求。
因此本发明提出了基于TCP/IP总线，利用基于智能机柜的令牌控制装置器和智能数仓一体机令牌管理服务，通过可信令牌在机房、机柜能完成集群节点的自动发现、识别、组网，通过标准化的一体机自动完成大数据数仓集群的组网。
一种在中国专利文献上公开的“大数据平台数仓之间数据同步方法、装置及存储介质”，其公布号CN111984731A，包括：连接至少两个数仓，至少两个数仓包括一个源环境数仓和至少一个目标环境数仓；在源环境数仓和目标环境数仓均存在源表的情况下，判断源环境数仓中的源表与目标环境数仓中的源表的表结构是否一致；当源环境数仓中的源表与目标环境数仓中的源表的表结构不一致时，删除目标环境数仓中的源表，并从源环境数仓中导出源表的建表语句；在目标环境数仓中执行建表语句，以实现源环境数仓和目标环境数仓之间的数据同步。其不足之处是：没有解决自动完成大数据数仓集群的组网的问题。
发明内容
本发明主要是为了解决自动完成大数据数仓集群的组网的问题，提供一种去中心化的数仓智能组网系统及方法，可以自动完成大数据数仓集群的组网。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种去中心化的数仓智能组网系统，包括：
若干个智能数仓一体机，包括计算引擎、数仓存储、调度引擎、查询引擎、算法仓库、应用服务和令牌总线管理；
若干个机柜总线控制器，每个所述机柜总线控制器控制若干个所述智能数仓一体机；
网络交换机，用于若干个所述机柜总线控制器和若干个所述智能数仓一体机之间的网络交换；
TCP/IP总线，用于连接所述机柜总线控制器、所述网络交换机和所述智能数仓一体机。
所述TCP/IP总线还可以用于组网过程中的令牌传递和信息传递，起数据运输的作用。所述TCP/IP总线将现场的数据与信息系统上的资源共享，其数据的传输距离长、传输速率高、易与Internet连接，便于所述机柜总线控制器、所述网络交换机和所述智能数仓一体机之间的组网。
所述网络交换机通过报文的形式交换接收和转发数据到目标设备，起扩大网络的作用。
作为优选，所述智能数仓一体机内设置安全芯片，所述安全芯片用于向网络投递和接收合法令牌并通过解析令牌信息完成计算引擎集群、数仓存储集群、调度引擎集群的组网。
所述安全芯片为国密安全芯片，所用的国密算法包括SM2、SM3、RSA等。
每台智能数仓一体机上安装嵌入能够标识唯一身份码的安全芯片，令牌管理服务基于安全芯片国密令牌生成算法在启动后、定时心跳周期、识别到有新的智能数仓一体机节点加入时，通过TCP/IP总线，向网络投递合法令牌，并接收来自于网络的令牌，并通过安全芯片解析令牌内容，从而识别TCP/IP总线上已有的合法智能数仓一体机的地址、部署内容、组网方式，完成计算引擎集群、数仓存储集群、调度引擎集群的组网。
在当前节点正常关机退出时也会通过安全芯片向TCP/IP总线投递令牌，其他节点接收令牌后会标识该节点退出集群，并完成计算引擎集群、数仓存储集群、调度引擎集群的重新平衡。
作为优选，所述机柜总线控制器用于配置并管理各种规格令牌的发生规则、频率。
所述机柜总线控制器控制所述智能数仓一体机并收集相应的信息。
作为优选，所述令牌包括启用令牌、加入令牌、心跳令牌、主动退出令牌和异常退出令牌。
所述启用令牌用于表示所述智能数仓一体机开始启用的信息；所述加入令牌用于表示所述智能数仓一体机将要加入网络中的信息；所述心跳令牌用于判断所述智能数仓一体机的状态；所述主动退出令牌表示所述智能数仓一体机正常退出组网；所述异常退出令牌表示所述智能数仓一体机状态异常，并退出组网。
作为优选，所述令牌信息包括所述智能数仓一体机的TCP/IP信息、组件内容、性能规格和所属总线信息。
一种去中心化的数仓智能组网方法，包括以下步骤：
S1：获取新加入的所述智能数仓一体机信息，生成启用令牌，发送至所述机柜总线控制器识别；
S2：识别启用令牌，识别成功则生成加入令牌和心跳令牌投递TCP/IP总线，
S3：其余所述智能数仓一体机获取加入令牌，识别后完成组网并返回响应令牌至新加入的智能数仓一体机；
S4：所述新加入的智能数仓一体机解析响应令牌信息并完成组网，所述机柜总线控制器判断心跳令牌，心跳异常则跳转S5，心跳正常则生成主动退出令牌；
S5：所述机柜总线控制器生成异常退出令牌，重新组网。
新加入的智能数仓一体机启用基于智能数仓一体机自身的唯一识别码，向TCP/IP总线投递基于国密安全芯片生成的身份令牌，机柜总线控制器接收到令牌后随机选择（RSA、SM2、SM3）算法向新加入的智能数仓一体机返回启用响应和加入认证算法格式，新加入的智能数仓一体机基于控制器算法通过唯一识别码对智能数仓一体机网络信息、资源信息、服务信息等数据通过指定算法的加盐加密，向TCP/IP总线投递加密包及数据包，TCP/IP总线上其他智能数仓一体机获取数据包后通过机柜总线控制器的算法认证服务对数据包进行合法性校验，校验通过后自动认证新加入的智能数仓一体机加入从而帮助集群完成机柜内、机柜间、机房间、数据中心间的集群管理及组网。
作为优选，步骤S1中所述启用令牌通过安全芯片生成，所述步骤S2中识别失败则拒绝所述智能数仓一体机加入。
所述启用令牌通过安全芯片的国密算法生成。
作为优选，步骤S2中所述加入令牌通过加入算法生成，所述心跳令牌通过心跳周期规则和心跳算法生成。
作为优选，步骤S3中所述响应令牌通过相同算法返回至所述新加入的智能数仓一体机。
使用相同算法返回所述响应令牌，便于所述新加入的智能数仓一体机接收和解析所述响应令牌的信息。
作为优选，步骤S5中其余所述智能数仓一体机获取所述退出令牌，识别所述新加入的智能数仓一体机信息，完成重新组网。
本发明的有益效果是：
（1）去中心化的数仓智能组网方法，可以自动完成大数据数仓集群的组网。
（2）本发明的系统可以节省大数据数据仓库项目的实施周期、成本。
（3）本发明的系统可以提高大数据数据仓库项目的实施质量，从而提升项目成功的概率。
（4）本发明的系统可以适用于大、中、小等各种规格对于计算、数据存储要求的项目，覆盖面广，实用型性强，降低了实施技术人员要求的同时又能满足实际项目的需求，更进一步保障了项目后期的扩展的要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的流程示意图。
图示说明：100-网络交换机，200-机柜总线控制器，300-智能数仓一体机，400-TCP/IP总线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步的描述。
如图1所示，一种去中心化的数仓智能组网系统，包括：
若干个智能数仓一体机300，包括计算引擎、数仓存储、调度引擎、查询引擎、算法仓库、应用服务和令牌总线管理；
若干个机柜总线控制器200，每个机柜总线控制器控制若干个智能数仓一体机；
网络交换机100，用于若干个机柜总线控制器和若干个智能数仓一体机之间的网络交换；
TCP/IP总线400，用于连接机柜总线控制器、网络交换机和智能数仓一体机。
TCP/IP总线还可以用于组网过程中的令牌传递和信息传递，起数据运输的作用。TCP/IP总线将现场的数据与信息系统上的资源共享，其数据的传输距离长、传输速率高、易与Internet连接，便于机柜总线控制器、网络交换机和智能数仓一体机之间的组网。
网络交换机通过报文的形式交换接收和转发数据到目标设备，起扩大网络的作用。
智能数仓一体机内设置安全芯片，安全芯片用于向网络投递和接收合法令牌并通过解析令牌信息完成计算引擎集群、数仓存储集群、调度引擎集群的组网。
安全芯片为国密安全芯片，所用的国密算法包括SM2、SM3、RSA等。
每台智能数仓一体机上安装嵌入能够标识唯一身份码的安全芯片，令牌管理服务基于安全芯片国密令牌生成算法在启动后、定时心跳周期、识别到有新的智能数仓一体机节点加入时，通过TCP/IP总线，向网络投递合法令牌，并接收来自于网络的令牌，并通过安全芯片解析令牌内容，从而识别TCP/IP总线上已有的合法智能数仓一体机的地址、部署内容、组网方式，完成计算引擎集群、数仓存储集群、调度引擎集群的组网。
在当前节点正常关机退出时也会通过安全芯片向TCP/IP总线投递令牌，其他节点接收令牌后会标识该节点退出集群，并完成计算引擎集群、数仓存储集群、调度引擎集群的重新平衡。
机柜总线控制器用于配置并管理各种规格令牌的发生规则、频率。
机柜总线控制器控制智能数仓一体机并收集相应的信息。
令牌包括启用令牌、加入令牌、心跳令牌、主动退出令牌和异常退出令牌。
启用令牌用于表示智能数仓一体机开始启用的信息；加入令牌用于表示智能数仓一体机将要加入网络中的信息；心跳令牌用于判断智能数仓一体机的状态；主动退出令牌表示智能数仓一体机正常退出组网；异常退出令牌表示智能数仓一体机状态异常，并退出组网。
令牌信息包括智能数仓一体机的TCP/IP信息、组件内容、性能规格和所属总线信息。
如图2所示，一种去中心化的数仓智能组网方法，包括以下步骤：
S1：获取新加入的智能数仓一体机信息，生成启用令牌，发送至机柜总线控制器识别；
S2：识别启用令牌，识别成功则生成加入令牌和心跳令牌投递TCP/IP总线，
S3：其余智能数仓一体机获取加入令牌，识别后完成组网并返回响应令牌至新加入的智能数仓一体机；
S4：新加入的智能数仓一体机解析响应令牌信息并完成组网，机柜总线控制器判断心跳令牌，心跳异常则跳转S5，心跳正常则生成主动退出令牌；
S5：机柜总线控制器生成异常退出令牌，重新组网。
新加入的智能数仓一体机启用基于智能数仓一体机自身的唯一识别码，向TCP/IP总线投递基于国密安全芯片生成的身份令牌，机柜总线控制器接收到令牌后随机选择（RSA、SM2、SM3）算法向新加入的智能数仓一体机返回启用响应和加入认证算法格式，新加入的智能数仓一体机基于控制器算法通过唯一识别码对智能数仓一体机网络信息、资源信息、服务信息等数据通过指定算法的加盐加密，向TCP/IP总线投递加密包及数据包，TCP/IP总线上其他智能数仓一体机获取数据包后通过机柜总线控制器的算法认证服务对数据包进行合法性校验，校验通过后自动认证新加入的智能数仓一体机加入从而帮助集群完成机柜内、机柜间、机房间、数据中心间的集群管理及组网。
步骤S1中启用令牌通过安全芯片生成，步骤S2中识别失败则拒绝智能数仓一体机加入。
启用令牌通过安全芯片的国密算法生成。
步骤S2中加入令牌通过加入算法生成，心跳令牌通过心跳周期规则和心跳算法生成。
步骤S3中响应令牌通过相同算法返回至新加入的智能数仓一体机。
使用相同算法返回响应令牌，便于新加入的智能数仓一体机接收和解析响应令牌的信息。
步骤S5中其余智能数仓一体机获取退出令牌，识别新加入的智能数仓一体机信息，完成重新组网。
应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种去中心化的数仓智能组网系统，其特征在于，包括：
若干个智能数仓一体机，包括计算引擎、数仓存储、调度引擎、查询引擎、算法仓库、应用服务和令牌总线管理；
若干个机柜总线控制器，每个所述机柜总线控制器控制若干个所述智能数仓一体机；
网络交换机，用于若干个所述机柜总线控制器和若干个所述智能数仓一体机之间的网络交换；
TCP/IP总线，用于连接所述机柜总线控制器、所述网络交换机和所述智能数仓一体机；
所述智能数仓一体机内设置安全芯片，所述安全芯片用于向网络投递和接收合法令牌并通过解析令牌信息，识别TCP/IP总线上已有的合法智能数仓一体机的地址、部署内容、组网方式，完成计算引擎集群、存储集群、调度集群的组网。
2.根据权利要求1所述的一种去中心化的数仓智能组网系统，其特征在于，所述机柜总线控制器用于配置并管理各种规格令牌的发生规则、频率。
3.根据权利要求1或2所述的一种去中心化的数仓智能组网系统，其特征在于，所述令牌包括启用令牌、加入令牌、心跳令牌、主动退出令牌和异常退出令牌。
4.根据权利要求1或2所述的一种去中心化的数仓智能组网系统，其特征在于，所述令牌信息包括所述智能数仓一体机的TCP/IP信息、组件内容、性能规格和所属总线信息。
5.一种去中心化的数仓智能组网方法，适用于权利要求1至4任一所述的一种去中心化的数仓智能组网系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取新加入的所述智能数仓一体机信息，生成启用令牌，发送至所述机柜总线控制器识别；
S2：识别启用令牌，识别成功则生成加入令牌和心跳令牌投递TCP/IP总线，
S3：其余所述智能数仓一体机获取加入令牌，识别后完成组网并返回响应令牌至新加入的智能数仓一体机；
S4：所述新加入的智能数仓一体机解析响应令牌信息并完成组网，所述机柜总线控制器判断心跳令牌，心跳异常则跳转S5，心跳正常则生成主动退出令牌；
S5：所述机柜总线控制器生成异常退出令牌，重新组网。
6.根据权利要求5所述的一种去中心化的数仓智能组网方法，其特征在于，步骤S1中所述启用令牌通过安全芯片生成，所述步骤S2中识别失败则拒绝所述智能数仓一体机加入。
7.根据权利要求5所述的一种去中心化的数仓智能组网方法，其特征在于，步骤S2中所述加入令牌通过加入算法生成，所述心跳令牌通过心跳周期规则和心跳算法生成。
8.根据权利要求7所述的一种去中心化的数仓智能组网方法，其特征在于，步骤S3中所述响应令牌通过相同算法返回至所述新加入的智能数仓一体机。
9.根据权利要求5所述的一种去中心化的数仓智能组网方法，其特征在于，步骤S5中其余所述智能数仓一体机获取所述异常退出令牌，识别所述新加入的智能数仓一体机信息，完成重新组网。
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