[发明专利]无共享数据库集群中实现系统动态扩展的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据库集群扩展方法，尤其涉及一种在无共享(Share Nothing)数据库集群中，基于数据表操作实现的系统动态扩展方法，属于数据库集群系统技术领域。

背景技术

可扩展性是考察任何数据库集群优劣与否的主要特性之一，它决定了数据库集群是否能够满足快速增长的数据库应用的需要。当前，存在两种扩展数据库集群的方式：垂直扩展和水平扩展。

1.垂直扩展

在同一个逻辑单位添加资源以增加容量。比如升级服务器的CPU，比如在RAID/SAN存储设备上增加硬盘。

2.水平扩展

增加多个逻辑单元资源并且使它们作为一个整体在工作。水平扩展方式并不要求昂贵的服务器，使用普通的存储设备和PC即可作为解决方案。

目前，在数据库领域有两种数据库集群：一种是无共享(Share Nothing)数据库集群，另一种是共享磁盘(Share Disk)数据库集群。随着数据库技术的发展和云计算技术的兴起，无共享数据库集群以其并行性好等优点，在云计算领域获得广泛应用。在云计算环境下，对无共享数据库集群的可扩展性提出了新的需求：按需增加和减少节点。换言之，增加和减少节点是无共享数据库集群日常性服务的一部分，动态扩大和缩小无共享数据库集群的规模更加频繁，而且要求在进行操作过程中服务不能停止，不能影响到业务的正常运行。

对于共享磁盘数据库集群而言，实现可扩展性比较简单，无须迁移或更新数据，而对于无共享数据库集群而言，可扩展性的实现过程相对复杂。

在无共享数据库集群的系统扩展过程中，需要大量迁移或更新数据。在迁移或更新数据的同时还有可能锁定整个数据表甚至是整个数据库，导致用户的业务中断，所以每次对无共享数据库集群进行扩展都需要付出很大的代价。例如在无共享数据库集群中，数据通常是按一定的算法分片存储的。常用的分片算法包括：哈希算法、随机算法、轮转算法、范围算法。由于增加和减少节点，导致分片算法发生了变化。为了使数据能够在新算法下正确存储，使上层的执行单元能够正确定位相应的数据，就需要数据在无共享数据库集群中重新分布。随着数据量的增加，这通常是非常耗时的操作。

另外，在无共享数据库集群中添加新的节点，需要重新启动整个无共享数据库集群服务。在此期间，无共享数据库集群将不能向应用程序提供服务。如果在业务处理时间段，这会严重降低整个无共享数据库集群系统的可用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种在无共享数据库集群中实现系统动态扩展的方法。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种无共享数据库集群中实现系统动态扩展的方法，所述无共享数据库集群包括多个由集群管理器控制的数据节点，所述数据节点内分别存储有数据表，其特征在于包括以下步骤，

步骤1：增加并检测新增数据节点，验证所述新增数据节点的连通性；

步骤2：初始化所述新增数据节点，将元数据信息同步到所述新增数据节点中；

步骤3：将与所述新增数据节点上分布的数据表相关的元组，在所述数据节点和所述新增数据节点中重新分布，并且在所述重新分布过程中对所述数据表的操作，需要在所述数据节点和所述新增数据节点中同步进行；

步骤4：修改所述集群管理器中的集群配置文件。

其中较优地，步骤3中，在所述重新分布过程中，当一个元组正在复制时，对所述正在复制的元组的任何操作，需要等待复制结束后才能进行。

其中较优地，步骤3中进行重新分布时，在所述数据节点中建立临时表，所述临时表是所述数据节点中存储的数据表的复制数据表，

在所述重新分布过程中对所述数据表的操作，需要同步操作所述数据节点中存储的所述数据表、所述临时表和所述新增数据节点中存储的数据表。

其中较优地，对于所述数据节点中存储的数据表，按照哈希分布方式，将各元组分别复制到指定数据节点的临时表中，或者复制到所述新增数据节点的数据表中。

其中较优地，将所述数据节点的多余的数据元组，按照轮转分布方式，分别复制到所述新增数据节点的数据表中。

其中较优地，步骤4中所述集群管理器在重新分布完成后，将各个所述数据节点的数据表加锁；再用相应数据节点的所述临时表替换，并将所述数据表上的锁释放。

其中较优地，步骤3中所述重新分布为复制分布方式时，包括以下步骤：