带有安全审计和负载均衡的分布式数据存储系统

发布时间：2020-10-20 03:02

　　 关系数据库自从上世界被发明以来,已成为数据存储的重要载体。近年来,各种各样的非关系型数据库也不断出现,比如,键值数据库、文档数据库和图形数据库等。每一种数据库都有其用武之地,而用各种不同类型的数据库来存储不同类型的数据,导致了服务器资源的浪费,增加了数据库的维护成本,所以,设计和实现一种能存储和管理多种数据类型的数据库具有重要的意义。当把所有数据都存储在一个数据库的时候,必须保证系统能够部署在分布式环境下以扩展其读写能力,还需要保证系统的数据安全。基于以上需求,本文设计和实现了一个分布式数据库JSQL,其结合关系型数据库和非关系数据库的优点,能存储结构化和非结构化数据类型,支持多主分布式架构,能够动态扩展读写能力,还从底层加入审计功能以保证数据的安全。在分析系统需求和相关技术以后,论文首先对系统的功能和架构进行阐述,JSQL采用常用的客户端-服务器架构,分为客户端和服务器端,服务器端又分为分布式管理节点和分布式数据库集群。分布式管理节点实现了分布式数据库的负载均衡功能和监控管理功能,分布式数据库集群实现数据的存储和管理。其次,详细设计和实现了客户端和分布式管理节点中的负载均衡模块、数据审计模块和分布式数据库集群节点中的数据库功能模块、分布式集群架构模块和审计日志存储功能等模块。为了均衡服务器资源,设计和实现了新的动态负载均衡算法,为了提高系统更新性能,提出利用分布式队列实现的多主分布式架构。对论文所述分布式数据库的结构化存储功能和审计功能等进行了测试,给出测试结果并进行分析。最后,总结本论文所述数据库的不足和论文后续工作,展望数据库的未来发展。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP333
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和研究意义
    1.2 分布式数据库研究历史与现状
    1.3 论文主要工作
    1.4 论文结构安排
第二章 相关理论和技术
    2.1 数据库
        2.1.1 数据库概念
        2.1.2 关系数据库
        2.1.3 事务与并发控制
        2.1.4 非关系数据库
    2.2 分布式数据库
        2.2.1 分布式数据库概述
        2.2.2 分布式数据库的特点
        2.2.3 数据分布和负载均衡
        2.2.4 数据复制和一致性
        2.2.5 副本和分布式MVCC技术
    2.3 本章小结
第三章 系统分析
    3.1 系统需求分析
        3.1.1 系统功能分析
        3.1.2 系统功能用例
    3.2 技术和框架分析
        3.2.1 网络实现技术分析
        3.2.2 SQL实现分析
        3.2.3 存储引擎分析
        3.2.4 分布式架构分析
        3.2.5 监控审计分析
    3.3 本章小结
第四章 系统设计
    4.1 系统总体设计
        4.1.1 系统架构设计
        4.1.2 系统功能设计
    4.2 客户端模块设计
    4.3 分布式管理模块设计
    4.4 数据库功能模块详细设计
        4.4.1 数据库功能操作流程设计
        4.4.2 网络模块设计
        4.4.3 通信协议设计
        4.4.4 SQL解析设计
        4.4.5 存储引擎设计
    4.5 集群架构详细设计
    4.6 审计模块详细设计
    4.7 本章小结
第五章 系统实现
    5.1 代码规范和总体结构
    5.2 客户端功能关键技术实现
    5.3 分布式负载均衡算法实现
        5.3.1 管理节点初始化实现
        5.3.2 选举算法实现
    5.4 多主分布式架构关键技术实现
        5.4.1 数据库集群初始化流程
        5.4.2 集群命令执行过程
    5.5 数据库节点功能实现
        5.5.1 网络和协议模块
        5.5.2 SQL解析模块
        5.5.3 存储引擎模块
    5.6 关系数据库和非关系数据库管理
    5.7 数据审计模块的实现
    5.8 本章小结
第六章 系统测试
    6.1 测试方法
    6.2 测试环境
    6.3 功能测试
        6.3.1 数据库功能测试
        6.3.2 集群功能测试
        6.3.3 审计功能测试
    6.4 性能测试
    6.5 测试对比
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 本文工作的总结
    7.2 未来的工作方向
    7.3 数据库的未来
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

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本文编号：2848112