私有云平台DBaaS服务的设计与实现

发布时间：2020-04-01 03:33

【摘要】：云计算的发展使得用户可以通过网络以自助服务的方式来获取自己所需的IT资源。借助于虚拟化技术,用户不需要关注具体的硬件,而只需要选择一家云服务提供商,登录到其云平台就可以购买和配置自己所需要的服务。这样的选择具有高度的扩展性,更加经济,也使得资源的利用率得到了明显改善。得益于云计算的发展,数据库技术也开始了从传统IT到云的转型。传统IT下的数据库需要管理员进行配置,数据库管理需要由专业的数据库管理员负责,数据库需要部署在大型机器上。而云计算下的DBaaS(数据库即服务)可以自助地进行服务配置,开发者可以管理自己的数据库服务,并且将其部署在虚拟化的机器上。为了满足用户在私有云平台上使用DBaaS服务的需求,本文以H3C私有云平台为基础,结合OpenStack Trove组件实现了该云平台的DBaaS服务模块,完成云数据库实例的生命周期管理和数据库管理等工作。本文首先对用户的需求进行了分析,云平台需要提供可扩展和可靠的云数据库给用户。接着介绍了当前私有云平台的架构和所采用的DBaaS后台方案,着重对OpenStack Trove组件创建数据库实例的原理进行了分析,并结合云平台进行了总体设计。然后对云平台上的DBaaS服务进行了详细设计与实现,因为涉及到多种服务的调用和数据的校验及组合,在代码实现上主要采用Java8提供的组合式异步编程方式对任务进行并发调用。由于数据库实例状态不能实时推送到前端页面,本文提出了一种基于WebSocket的状态推送方案解决此问题。最后对该云平台提供的DBaaS服务进行了系统测试。验证了该方案创建的数据库实例可以支持多种数据库类型和版本,用户在使用时可根据自己需求场景进行配置选择,并对数据库实例里的数据库和用户进行管理。
【图文】：

Trove 使应用程序完全透明地访问数据 API，这些 API 由经过自动化和简化的管理方数据库提供并暴露在外。Trove 目前由 Trove-api、Trove-taskmanager、Trove-conductor、Trove-guestagent 四个组件组成。Trove 的数据库引擎运行于云主机，与 Nova、Cinder、Swift、Glance、Keystone、Neutron (Nova-network)等组件紧密相连。非关系数据库的管理最近的版本也得到了增强，引入新的集群 API，首次支持 MongoDB 集群[32]；支持可选择强制使用Cinder 作为 Trove 卷的后端；支持使用 Neutron 网络的 OpenStack 解决方案部署 Trove支持在 Trove 数据库中使用自定义的数据存储配置参数；其他的改进包括在 Trove 中增加日志审计来优化日志级别、加入 stevedore[33]来优化扩展加载的机制等。Trove 项目经过数个版本的迭代优化，已经逐渐成熟。如图 2-1 所示，当用户或者应用连接上数据库的时候，，这个数据库是存在于一个数据库实例之中。实例会运行在 Nova 虚拟机上，这些实例是 Datastore Version 的实例化，这些 Datastore Version 又属于某个 Datastore，因为一个 Datestore 可能有多个不同的版本。Datastore Version 可以实例化多个 Instance（数据库实例）。图 2-1 中真正跟用户或者应用交互的是 Instance 中的 MySQL DB。

对云平台上的 DBaaS 服务进行设计，首先会分析现有的私有云平台架 Trove 方案及其拓展方案进行解读，然后在私有云平台 CloudOS 云操rove 方案的适配，完成功能模块设计，总体架构设计和接口设计。有云平台架构 私有云平台所采用的云操作系统 H3Cloud OS 是基于业界最主流的 Ope的一款云操作系统软件，目的是在调度和管理云资源（如计算、存储、据库、应用等）的同时为 H3Cloud 提供面向用户的图形操作接口，主企业提供云资源的按需获取和快速交付能力，是 H3C 私有云平台的重平台对外提供服务采用微服务架构，将自身的业务组件封装在不同的 并通过 Kubernetes 对 Docker 容器进行管理和编排，实现云操作系统的升级。H3Cloud OS 可以向用户提供的 X86 虚拟机、PowerVM 虚拟机、云公网 IP、裸金属服务器、镜像服务、云桌面、应用服务、DevOps、微服务。云平台 H3CloudOS 的系统架构如图 4-1 所示：
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP393.09

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本文编号：2609947