CN116846946A - 合并网络连接的通信方法、系统、存储介质及设备 - Google Patents

合并网络连接的通信方法、系统、存储介质及设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种合并网络连接的通信方法，该方法包括：当任意一个第一节点与至少一个第二节点需要建立若干个CS_conn；所述第一节点将所述若干个CS_conn传输的数据包通过同一个网络连接与至少一个第二节点通信，这种方法将数据库系统中不同节点之间的多个CS_conn合并至同一个网络连接中实现数据通信，有利于服务器承担更大量的客户端连接和更多的集群节点，能够提升服务器硬件的利用效率。

Description

合并网络连接的通信方法、系统、存储介质及设备
技术领域
本发明涉及计算机通信技术领域，尤其涉及合并网络连接的通信方法、系统、存储介质及设备。
背景技术
KunlunBase是计算和存储分离的分布式数据库，支持海量数据处理，可以解决传统数据库和分表带来的复杂性问题；KunlunBase的计算节点负责接受应用软件端的连接请求，验证请求合法性后建立连接，以及从已经建立的连接中接受SQL查询请求，执行请求，然后返回查询结果；KunlunBase的存储节点组成存储集群(storage shard，简称shard)，每个shard存储着一部分用户表或者表分区，多个shard的用户数据子集没有交集。
现有技术中，若KunlunBase集群包含100个计算节点和100个存储节点，每个计算节点接收1000个连接，集群一共接收和处理10万个客户端连接，每个计算节点实例和存储节点实例都需要打开10万个网络连，若一台服务器包含多个计算节点实例和存储节点实例，则该服务器会承受巨大的性能负担和资源开销负担，从而限制服务器上可以支持的实例数量。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提出了合并网络连接的通信方法。
一种合并网络连接的通信方法，所述方法包括下列步骤：
当任意一个第一节点与至少一个第二节点需要建立若干个CS_conn；
所述第一节点将所述若干个CS_conn传输的数据包通过同一个网络连接与至少一个第二节点通信。
上述方案中，所述方法还包括：
对每一个CS_conn分配唯一的id标识，获取CS_conn id；
所述第一节点或者第二节点在发送数据包时，根据所述CS_conn id标识不同的CS_conn中需要传输的数据包；
在读取数据包时，所述第一节点或者第二节点根据所述CS_conn id将数据包分配到对应的CS_conn；其中，所述第一节点或者第二节点一个为发送端、另一为接收端。
上述方案中，所述CS_conn id由发起连接的网络地址、服务标识值和服务连接标识值构成。
上述方案中，所述方法还包括：所述任意一个第一节点或者第二节点使用发送任务队列和专用工作线程完成数据包发送。
上述方案中，所述同一个网络连接包括从当前可用的网络连接中选择任意一个。
上述方案中，所述网络连接还包括：如果当前没有可用的网络连接，则重新发起第一节点对至少一个第二节点的网络连接，将重新发起的网络连接作为同一个网络连接。
上述方案中，所述方法还包括：如果当前可用的网络连接超时未被使用，关闭所述网络连接。
本申请还提出了一种合并网络连接的通信系统，其特征在于，所述系统包括：通信通信连接判断单元和通信连接合并单元；
所述通信连接判断单元，用于判断任意一个第一节点与至少一个第二节点需要建立若干个CS_conn；
所述通信连接合并单元，用于根据第一节点将所述若干个CS_conn传输的数据包通过同一个网络连接与至少一个第二节点通信。
本申请还提出了一种可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
当任意一个第一节点与至少一个第二节点需要建立若干个CS_conn；
所述第一节点将所述若干个CS_conn传输的数据包通过同一个网络连接与至少一个第二节点通信。
本申请还提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行执行如下步骤：
当任意一个第一节点与至少一个第二节点需要建立若干个CS_conn；
所述第一节点将所述若干个CS_conn传输的数据包通过同一个网络连接与至少一个第二节点通信。
采用本发明实施例，具有如下有益效果：当任意一个第一节点与至少一个第二节点需要建立若干个CS_conn；所述第一节点将所述若干个CS_conn传输的数据包通过同一个网络连接与至少一个第二节点通信，这种方法将第一节点和第二节点之间的多个CS_conn合并到同一个网络连接中实现网络数据通信，有利于服务器承担更大量的客户端连接和更多的集群节点，能够提升服务器硬件的利用效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
其中：
图1为一个实施例中合并网络连接的通信方法流程示意图；
图2为一个实施例一对节点之间的网络连接示意图；
图3为一个实施例合并网络连接后不同节点间的数据包收发机制示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式，还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
为了便于理解，下面先对本申请涉及的相关术语进行介绍。
(1)存储集群(storage shard，简称shard)：是将多台存储设备中的存储空间聚合成一个能够给应用服务器提供统一访问接口和管理界面的存储池，应用可以通过该访问和利用所有存储设备上的硬盘，充分发挥存储设备的性能和硬盘利用率；每个shard存储着一部分用户表或者表分区，多个shard的用户数据子集没有交集，由于数据存储在多个shard上面，在分布式数据库集群中执行一个事务期间，它就需要在每个shard的存储节点中启动本地事务，在本地事务中进行数据读写操作。
(2)Session:每个应用软件客户端连接到数据库存储集群后，在存储集群内部的一个或者多个节点中有一组状态记录着针对这个客户端的连接状态，这组状态称为Session(会话)；其中，session所在的一对节点之间的的连接称为CS_conn。
(3)CS_conn.packet_no：packet_no即packet_number；其中，packet_no从1开始增长表示数据包序号。
(4)CS_conn.op_type：数据发送的操作类型。
(5)数据包：信息传输的基本单位，发送端输出的每条信息都被分解成小的片段，以便网络链接上轻松快速地传输；一般包括：会话存在标识和连接返回码(Connect Returncode)，用于标识连接是否建立成功。
(6)客户端标识值：是用来标识客户端身份的字段，在连接的时候，需要保证Client Identifier是唯一的，其中，部分协议中要求Client连接时必须带上ClientIdentifier，但是也允许Broker在Client Identifier为空时，会为Client分配一个内部唯一的Identifier，如果需要持久化会话的话，那必须为Client设定一个唯一的Identifier。
(7)socket：在计算机通信领域，socket即套接字，是计算机之间进行通信的一种约定或一种方式。
(8)哈希表：又称散列表，是一种数据结构，它提供了快速的插入操作和查找操作，无论哈希表总中有多少条数据，插入和查找的时间复杂度都是为O(1)，其查找速度非常快。
如图1所示，在一个实施例中，提供了一种合并网络连接的通信方法，该合并网络连接的通信方法包括步骤S101至步骤S102，详述如下：
S101、当任意一个第一节点与至少一个第二节点需要建立若干个CS_conn；
其中，CS_conn为通信信道，第一节点和第二节点分别为计算节点和存储节点，具体根据该节点处理数据的状态决定。
在一些实施例中，第一节点和第二节点之间可以根据个客户端发起的连接请求建立若干个CS_conn，也可以根据程序进程将作为计算节点的第一节点或者第二节点与作为存储节点的第一节点或者第二节点之间建立若干个CS_conn。
具体的，客户端发起的连接请求包括CS_conn id、CS_conn.packet_no以及操作类型；其中CS_conn.packet_no为数据包序号。
S102、第一节点将若干个CS_conn传输的数据包通过同一个网络连接与至少一个第二节点通信；
其中，本申请中涉及的同一个网络连接是指多个虚拟连接通过一个实际的网络连接来发送或者接收数据包，其每次发送数据包或者接收数据包所使用的实际的网络连接未必相同。
优选的，可以根据连接当前的数据传输负载，决定当前要传输的属于某个CS_conn的数据包应该使用哪个实际网络连接进行数据传输，从而在实现最大程度的利用现有网络连接的同时，确保数据传输性能尽可能最高。
可见，本申请公开的方案实现了将第一节点和第二节点之间的多个CS_conn进行合并，从而实现若干个CS_conn传输的数据包通过一个实际的连接来传输数据包进行数据通信，不再为单一的CS_conn发起一个网络连接，能够有效减少服务器的性能负担和资源开销负担，提高服务器资源利用率。
在一些实施例中，在不同节点建立连接之前，对每一个CS_conn分配唯一的id标识，形成CS_conn id；
第一节点或者第二节点在发送数据包时，根据CS_conn id标识不同的CS_conn中需要传输的数据包；
在读取数据包时，第一节点或者第二节点根据CS_conn id将数据包分配到对应的CS_conn；其中，第一节点或者第二节点一个为发送端、另一为接收端。
具体的，上述CS_conn id由发起连接的网络地址、服务标识值和服务连接标识值构成。
在一些实施例中，网络地址、服务标识值和服务连接标识值也可以是用来表示具体客户端的相关参数。
如图2所示为一对节点之间的网络连接以及它所服务的CS_conn，在通信的两端节点都使用相同的id标识这个CS_conn，当一个CS_conn写入数据包时，在该数据包头部写上对应的id，具体位置可以灵活决定，同时还要写入需要传输的数据；读取数据包时，也要读取这个id，并根据此CS_conn id来把这个数据包分配给对应的CS_conn。
优选的，数据包头部包括连接发起时间、连接状态等信息以及从1开始递增的序号packet_no，每个CS_conn建立后，其packet_no从1开始增长；当发起连接请求时，CS_conn.packet_no的值为1。
在一些实施例中，当服务端接收到节点发送的CS_conn.id、CS_conn.packet_no以及操作类型CS_conn.op_type(CONNECT)时，服务端需要用CS_conn.id查找确认不存在此id值的CS_conn，即该节点发送的信息已经被接收完毕，如果该虚拟连接还存在，则为之前的连接状态，所以将其删除，然后在服务端初始化CS_conn的连接对象，新建一个连接。
在一些实施例中，任意一个第一节点或者第二节点使用发送任务队列和专用工作线程完成数据包发送。
具体的，当实现数据包收发时，仅把发送任务send_packet_task对象入队，然后继续运行其他计算逻辑，在合适的时机等待执行结果；而工作线程从任务队列获取数据包发送任务，并使用空闲的网络连接发送数据包。
专用工作线程(net_threads)即从所有网络连接中轮询等待有数据到来的连接，并从中读取请求的执行结果，其按照数据包头部的CS_conn.id来分派结果给result_request对象，并将result_request对象放入一个哈希表all_results中。
其中，all_results使用CS_conn.id作为key，映射到一个result_request对象；如果用CS_conn.id在all_results中没有找到该CS_conn的result_request对象，那么为其创建结果对象result_request并放入all_results；如果发现Result_request对象，则把数据包交给该对象并通知等待者session，Session读取一个CS_conn的结果数据包时，在all_results中用CS_conn.id先查找是否已经有了CS_conn的result_request对象，如有则直接读取和使用结果，否则入队下一个result_request对象然后等待结果。
在一些实施例中，同一个网络连接包括从当前可用的网络连接中选择任意一个。
优选的，如果当前没有可用的网络连接，则重新发起第一节点对至少一个第二节点的网络连接，将重新发起的网络连接作为同一个网络连接。
此外，如果当前可用的网络连接超时未被使用，则关闭网络连接。
具体的，如果一个CS_conn超时没有做任何数据传输，则服务端或者客户端自动在后台关闭它，并且删除与之关联的result_request和发送任务等对象。
其中，客户端关闭之前发送命令使得服务端关闭CS_conn；同时，提供操作命令CS_conn.op_type(CLOSE)来让客户端显示关闭这个CS_conn。
优选的，可以定期的对网络连接的负载情况进行检测，如果数据传输道路拥塞，则预先发起更多的网络连接。
如图3所示为合并网络连接后不同节点间的数据包收发机制，上述使用第一数据包收发列队和一组专用工作线程来完成数据包收发和网络通信工作，当数据包收发时，仅把发送任务或者接受请求入队，然后继续运行其他计算逻辑，并在合适的时机等待收发结果，并且工作线程从任务队列获取数据包发送任务，使用空闲的网络连接发送数据包；在数据包接收线程收到数据后，根据数据包的CS_conn id把数据包送给对应的CS_conn并通知它数据到达。
这种合并网络连接后节点间的数据包高速收发机制可以大幅降低操作系统中socket文件句柄的消耗，从而降低操作系统运行开销。
综上，本申请提出的合并网络连接的通信方法，当任意一个第一节点与至少一个第二节点需要建立若干个CS_conn；所述第一节点将所述若干个CS_conn传输的数据包通过同一个网络连接与至少一个第二节点通信，这种方法将第一节点和第二节点之间的多个CS_conn合并到同一个网络连接中实现网络数据通信，有利于服务器在承担更大量的客户端连接和更多的集群节点的基础上，降低服务器性能负担和资源开销负担，有效提升服务器硬件的利用效率。
本申请还提出了一种合并网络连接的通信系统，系统包括：通信连接单元和通信合并单元；
通信连接单元，用于根据任意一个第一节点接收到客户端发起的连接请求并且与至少一个第二节点建立包含若干个Session的连接；
通信合并单元，用于根据第一节点将若干个CS_conn合并同一个网络连接并且通过该网络连接与至少一个第二节点通信。
本申请还提出了一种可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如下步骤：
当任意一个第一节点根据接收到客户端发起的连接请求并且与至少一个第二节点建立包含若干个Session的连接后；
如果该第一节点与至少一个第二节点之间需要传输若干个CS_conn；
第一节点将若干个CS_conn合并同一个网络连接并且通过该网络连接与至少一个第二节点通信。
本申请还提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行执行如下步骤：
当任意一个第一节点根据接收到客户端发起的连接请求并且与至少一个第二节点建立包含若干个Session的连接后；
如果该第一节点与至少一个第二节点之间需要传输若干个CS_conn；
第一节点将若干个CS_conn合并同一个网络连接并且通过该网络连接与至少一个第二节点通信。
本领域普通技术人员能够理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是能够通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。
其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。
作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征能够进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还能够做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围，以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种合并网络连接的通信方法，其特征在于，所述方法包括：
当任意一个第一节点与至少一个第二节点需要建立若干个CS_conn；
所述第一节点将所述若干个CS_conn传输的数据包通过同一个网络连接与至少一个第二节点通信。
2.根据权利要求1所述的合并网络连接的通信方法，其特征在于，所述方法还包括：
对每一个CS_conn分配唯一的id标识，获取CS_conn id；
所述第一节点或者第二节点在发送数据包时，根据所述CS_conn id标识不同的CS_conn中需要传输的数据包；
在读取数据包时，所述第一节点或者第二节点根据所述CS_conn id将数据包分配到对应的CS_conn；其中，所述第一节点或者第二节点一个为发送端、另一为接收端。
3.根据权利要求2所述的合并网络连接的通信方法，其特征在于，所述CS_conn id由发起连接的网络地址、服务标识值和服务连接标识值构成。
4.根据权利要求3所述的合并网络连接的通信方法，其特征在于，所述方法还包括：所述任意一个第一节点或者第二节点使用发送任务队列和专用工作线程完成数据包发送。
5.根据权利要求4所述的合并网络连接的通信方法，其特征在于，所述同一个网络连接包括从当前可用的网络连接中选择任意一个。
6.根据权利要求5所述的合并网络连接的通信方法，其特征在于，所述网络连接还包括：如果当前没有可用的网络连接，则重新发起第一节点对至少一个第二节点的网络连接，将重新发起的网络连接作为同一个网络连接。
7.根据权利要求6所述的合并网络连接的通信方法，其特征在于，所述方法还包括：如果当前可用的网络连接超时未被使用，关闭所述网络连接。
8.一种合并网络连接的通信系统，其特征在于，所述系统包括：通信通信连接判断单元和通信连接合并单元；
所述通信连接判断单元，用于判断任意一个第一节点与至少一个第二节点需要建立若干个CS_conn；
所述通信连接合并单元，用于根据第一节点将所述若干个CS_conn传输的数据包通过同一个网络连接与至少一个第二节点通信。
9.一种可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一一项所述方法的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一一项中所述方法的步骤。
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