CN110990458A - 分布式数据库***、接口通信中间件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分布式数据库***、接口通信中间件，涉及数据库技术领域，分布式数据库***基于OceanBase数据库***进行设计，包括OceanBase数据库***、分布式物理集群、管理容器、数据容器、Docker Swarm集群、overlay跨域网络以及微服务，该***安全性高且具有可插拔性，数据库***在添加扩展时，可以在不同主机上通过微服务进行构建，能够快速激活相同的各业务模块，并且将服务置于同一个网段，当服务需要进行快速拓展时，可以实现基于微服务设计脚本的集群脚本化一键部署，因此具备高可拓展性；接口通信中间件用于安装在客户机，其与分布式数据库***相对应，可增加程序开发的便捷性，安装简单，通信效率高，且通信过程加密，能够很好保护通信过程不易被破解。

Description

分布式数据库***、接口通信中间件
技术领域
本发明涉及数据库技术领域，具体而言，涉及一种基于微服务架构的OceanBase分布式数据库***以及与分布式数据库***相对应的接口通信中间件。
背景技术
现如今数据库架构大都基于开源数据库进行设计，很多的API接口并不适用，并且数据库性能和数据冗余等情况也较多。现如今的大部分自主可控的数据库稳定性差：客户不敢用它承担关键业务(甚至是普通业务)；生态环境差：成型应用少，合作开发商少。这些问题导致了数据库行业的逐渐衰微，但是OceanBase***则有不同，其性能良好，保证完整运行的同时也能保证***处于长期运维状态，此外，OceanBase性能测试极佳，针对大规模部署也具有极强的优势，采用微服务架构方便大规模分布式集群部署，同时可以大大减少维护时间。但是相应的，OceanBase对于***要求较高，搭建起来极其困难，其微服务架构以及配套设计方案还未有人提出一个合理的方案，其较弱的可插拔性导致其应用范围和应用领域受限，同时二次开发API接口未有一个极好的设计，基于数据库进行开发十分困难。
发明内容
本发明在于提供一种基于微服务架构的OceanBase分布式数据库***、接口通信中间件，其能够缓解上述问题。
为了缓解上述的问题，本发明采取的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种分布式数据库***，包括OceanBase数据库***，OceanBase数据库***包括OceanBase管理程序和OceanBase数据存储程序，该分布式数据库***还包括：
分布式物理集群，其包括三台数据库从机和一台管理主机，所述管理主机和所述数据库从机均创建有***镜像；
四个容器，分别为一个管理容器和三个数据容器，所述OceanBase数据库***的OceanBase数据存储程序一一对应的创建于各数据容器之内，所述OceanBase数据库***的OceanBase管理程序创建于所述管理容器内，三个所述数据容器分别创建于三台所述数据库从机上，所述管理容器创建于所述管理主机上，所述管理容器用于对输入的命令字节流进行解析并分发给各数据容器执行，各数据容器执行命令后得到的结果字节流回发给管理容器进行加密；
Docker Swarm集群，其用于管理所述容器，其包括创建于所述管理主机上的swarm管理节点、创建于各数据主机的swarm工作节点；
overlay跨域网络，其创建于所述管理主机上，并生成虚拟网卡net，四个容器通过虚拟网卡net通信连接，所述管理容器与各数据容器之间能够实现ssh内联互通；
微服务，其创建于所述管理主机上，用于实现OceanBase管理程序和OceanBase数据存储程序的资源调度和管理。
本技术方案的技术效果是：基于容器的快速部署性，容器个体脱离集群，不会影响集群的整体运行，单独模块的创建和脱离不会影响整个分布式架构的性能和运行，因此具有可插拔性；数据库***在添加扩展时，可以在不同主机上通过微服务进行构建，能够快速激活相同的各业务模块，并且将服务置于同一个网段，当服务需要进行快速拓展时，可以实现基于微服务设计脚本的集群脚本化一键部署，因此具备高可拓展性；在保证高可用性的同时，也保障了源生***主机的安全性，针对***数据库的攻击和骚扰被转移到容器中，本机环境得到一定的保障。
可选地，所述管理主机的软硬件需求为：
操作***Deepin 15.11；
内存：16G；
磁盘：400G；
文件***：EXT4；
网卡：无线网卡；
Docker版本:18.03.1-ce；
Docker镜像：CentOS Linux release 7.2-1511；
Linux内核：3.10。
本技术方案的技术效果是：保证架构和程序的正常运行。
可选地，所述***镜像为CentOS镜像，其是基于Dockerfile构建。
本技术方案的技术效果是：CentOS易于维护，且使用广泛，版本稳定，在同类操作***中性能最好，容易上手。
第二方面，本发明提供了一种接口通信中间件，该接口通信中间件与上述分布式数据库***相对应，且包括：
SQL指令定义模块，用于对SQL关键字进行定义；
SQL指令分析模块，用于对客户机输入的SQL命令进行关键字识别，并转换成命令字节流；
通信过程加密模块，用于对命令字节流进行加密；
通信协议分析模块，用于对命令字节流所采用的通信协议进行分析，并告知管理容器；
通信连接模块，用于与管理主机建立通信，并将加密后的命令字节流发送给管理容器；
结果处理模块，用于对管理容器返回的结果字节流进行解密以及拼接处理，并将拼接处理结果返回给客户机。
本技术方案的技术效果是：通过该接口通信中间件，能够在一定程度上扩宽分布式数据库***的应用场景和应用领域，使得原有数据库的使用更加便捷，增加程序开发的便捷性；该接口通信中间件相对轻量化，安装简单，方便用户即时使用，通信效率高，且通信过程加密，能够很好保护通信过程不易被破解。
进一步地，所述接口通信中间件用于安装在客户机，以使客户机与所述分布式数据库***能够通过所述接口通信中间件进行通信。
本技术方案的技术效果是：屏蔽了操作***的底层差异，能够实现跨平台快速开发。
进一步地，所述通信过程加密模块所采用的加密算法为sha256算法。
本技术方案的技术效果是：sha256算法较其他加密算法更为常见，其HASH链更长，能够更有效的抵御破解和攻击。
进一步地，所述通信连接模块的通信方式为socket通信方式。
本技术方案的技术效果是：采用socket通信的方法能够有效保证数据不丢失，在数据库访问这样大量的长连接的使用场景下，能够更有效且牢靠的提供通信，且传输数据为字节级，传输时间短且性能高，适合用于管理主机和客户机之间的交互通信，且数据可加密。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
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是实施例中所述分布式数据库***的架构图；
图2是实施例中所述接口通信中间件的架构图；
图3是实施例中所述接口通信中间件的工作流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
实施例1
请参照图1，本实施例提供了一种分布式数据库***，包括：OceanBase数据库***，其包括OceanBase管理程序和OceanBase数据存储程序；分布式物理集群，其包括三台数据库从机和一台管理主机，管理主机和数据库从机均创建有***镜像；四个容器，分别为一个管理容器和三个数据容器，OceanBase数据库***的OceanBase数据存储程序一一对应的创建于各数据容器之内，OceanBase数据库***的OceanBase管理程序创建于管理容器内，三个数据容器分别创建于三台数据库从机上，管理容器创建于管理主机上，管理容器用于对输入的命令字节流进行解析并分发给各数据容器执行，各数据容器执行命令后得到的结果字节流回发给管理容器进行加密；Docker Swarm集群，其用于管理容器，其包括创建于管理主机上的swarm管理节点、创建于各数据主机的swarm工作节点；overlay跨域网络，其创建于管理主机上，并生成虚拟网卡net，四个容器通过虚拟网卡net通信连接，管理容器与各数据容器之间能够实现ssh内联互通；微服务，其创建于管理主机上，用于实现OceanBase管理程序和OceanBase数据存储程序的资源调度和管理。
在本实施例中，管理主机的软硬件需求为：操作***Deepin 15.11；内存：16G；磁盘：400G；文件***：EXT4；网卡：无线网卡；Docker版本:18.03.1-ce；Docker镜像：CentOSLinux release 7.2-1511；Linux内核：3.10。
在本实施例中，管理主机和数据库从机的***镜像为CentOS镜像，CentOS镜像是基于Dockerfile构建。整个的Dockerfile共有如下8个部分：拉取基础镜像，安装基础软件依赖，安装OceanBase所需软件依赖，SSH的config文件配置，添加admin用户并授予权限，下载OceanBase安装包，修改***配置信息，完成防火墙配置。
在本实施例中，DockerSwarm集群、微服务、跨域网络以及容器的创建过程具体如下：
1)在管理主机上搭建Docker Swarm集群：在性能相对更好的管理主机上建立swarm管理节点，进行初始化，之后在三台数据库从机添加swarm工作节点，通过dockernodels进行查看，完成集群部署。
2)在管理主机的DockerSwarm集群上创建overlay跨域网络，在管理主机上通过命令“docker network create--driver＝overlay–attachablenet”完成跨域网络net的创建，生成net虚拟网卡，之后令三台数据库从机加入到跨域网络net。
3)在管理主机上创建部署脚本docker-compose.yml。docker-compose.yml包括虚拟网卡net、***镜像、Docker Swarm集群。在管理主机运行“docker compose”创建微服务，创建3+1容器(三台数据容器+一台管理容器)，管理容器负责调度数据库容器资源，并且和相应外界的数据库请求。
在本实施例中，OceanBase数据库***是分布式数据库***的程序主体和容器内的主要运行模块，OceanBase数据库***的部署过程具体如下：
1)对管理主机、数据库从机和各容器进行性能调优，配置最大线程数，修改交换内存；
2)在完成搭建3+1容器后，管理容器对三个数据容器的ssh内联互通，实现ssh无密码登录；
3)在管理容器上创建/home/admin/ob-deploy目录,拷贝安装包中的deploy.py文件到该目录之后执行命令，生成目标目录bin目录。
4)在管理容器上解压OceanBase安装包,拷贝observer和obproxy到bin目录
5)修改管理容器和数据容器的ssh默认端口，在此基础上生成并修改observer配置文件修改IP配置地址。
6)运行./deploy.py ob1.reboot进行管理容器对数据容器服务部署，运行./deploy.py ob1.sql，通过这步连接到Docker Swarm集群。
7)测试无误，对管理容器进行打包，生成新的Docker镜像，将服务的部署过程生成新的docker-compose.yml。
实施例2
请参照图2，本实施提供了一种接口通信中间件，该接口通信中间件与实施例1中的分布式数据库***相对应，且包括：
SQL指令定义模块，用于对SQL关键字进行定义；
SQL指令分析模块，用于对客户机输入的SQL命令进行关键字识别，并转换成命令字节流；
通信过程加密模块，用于对命令字节流进行加密；
通信协议分析模块，用于对命令字节流所采用的通信协议进行分析，并告知管理容器；
通信连接模块，用于与管理主机建立通信，并将加密后的命令字节流发送给管理容器；
结果处理模块，用于对管理容器返回的结果字节流进行解密以及拼接处理，并将拼接处理结果返回给客户机。
在本实施例中，接口通信中间件用于安装在客户机，以使客户机与分布式数据库***能够通过接口通信中间件进行通信；通信过程加密模块所采用的加密算法为sha256算法；通信连接模块的通信方式为socket通信方式。
请参照图2和图3，本实施例所述接口通信中间件的使用方法如下：
1、客户机完成sql命令设计,进行请求模拟,通过调用接口的SQL指令定义模块,将命令块转换为命令字节流；
2、通过通信连接模块向管理容器发送连接请求，在发送请求之前,通信连接模块需要对容器所采用的通信协议进行分析,对sql指令进行分析,将命令字节流通过通信过程加密模块加密；
3、若连接失败,则直接结束整个过程，若连接成功,则创建套接字连接，将加密后的命令字节流传给管理容器，并继续执行步骤4；
4、管理容器接收到命令字节流，对命令字节流进行解析并分发给各数据容器执行命令,各数据容器进行数据库的检索,得到结果字节流,管理容器对结果字节流进行相同的加密措施，之后回发送给结果处理模块；
5、结果处理模块对管理容器返回的结果字节流进行解密以及拼接处理，并将拼接处理结果返回给客户机；
6、客户机关闭数据库连接,完成整个过程。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种分布式数据库***，包括OceanBase数据库***，其包括OceanBase管理程序和OceanBase数据存储程序，其特征在于，包括：
分布式物理集群，其包括三台数据库从机和一台管理主机，所述管理主机和所述数据库从机均创建有***镜像；
四个容器，分别为一个管理容器和三个数据容器，所述OceanBase数据库***的OceanBase数据存储程序一一对应的创建于各数据容器之内，所述OceanBase数据库***的OceanBase管理程序创建于所述管理容器内，三个所述数据容器分别创建于三台所述数据库从机上，所述管理容器创建于所述管理主机上，所述管理容器用于对输入的命令字节流进行解析并分发给各数据容器执行，各数据容器执行命令后得到的结果字节流回发给管理容器进行加密；
Docker Swarm集群，其用于管理所述容器，其包括创建于所述管理主机上的swarm管理节点、创建于各数据主机的swarm工作节点；
overlay跨域网络，其创建于所述管理主机上，并生成虚拟网卡net，四个容器通过虚拟网卡net通信连接，所述管理容器与各数据容器之间能够实现ssh内联互通；
微服务，其创建于所述管理主机上，用于实现OceanBase管理程序和OceanBase数据存储程序的资源调度和管理。
2.根据权利要求1所述的分布式数据库***，其特征在于，所述管理主机的软硬件需求为：
操作***Deepin 15.11；
内存：16G；
磁盘：400G；
文件***：EXT4；
网卡：无线网卡；
Docker版本:18.03.1-ce；
Docker镜像：CentOS Linux release 7.2-1511；
Linux内核：3.10。
3.根据权利要求1所述的分布式数据库***，其特征在于，所述***镜像为CentOS镜像，其是基于Dockerfile构建。
4.一种接口通信中间件，其特征在于，该接口通信中间件与权利要求1所述的分布式数据库***相对应，且包括：
SQL指令定义模块，用于对SQL关键字进行定义；
SQL指令分析模块，用于对客户机输入的SQL命令进行关键字识别，并转换成命令字节流；
通信过程加密模块，用于对命令字节流进行加密；
通信协议分析模块，用于对命令字节流所采用的通信协议进行分析，并告知管理容器；
通信连接模块，用于与管理主机建立通信，并将加密后的命令字节流发送给管理容器；
结果处理模块，用于对管理容器返回的结果字节流进行解密以及拼接处理，并将拼接处理结果返回给客户机。
5.根据权利要求4所述的接口通信中间件，其特征在于，所述接口通信中间件用于安装在客户机，以使客户机与所述分布式数据库***能够通过所述接口通信中间件进行通信。
6.根据权利要求4所述的接口通信中间件，其特征在于，所述通信过程加密模块所采用的加密算法为sha256算法。
7.根据权利要求4所述的接口通信中间件，其特征在于，所述通信连接模块的通信方式为socket通信方式。
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