[发明专利]可扩展分布式数据库的系统和方法

说明书

本发明涉及可扩展分布式数据库的系统和方法。一种水平扩展分布式数据库系统的方法，所述方法包括：将多个数据库服务器分组成多个现有集群，其中，所述多个现有集群中的每一者由一个或多个数据库服务器组成；将一个或多个新的数据库服务器添加到所述分布式数据库系统，其中，新集群形成为包括所述一个或多个新的数据库服务器；将进入所述分布式数据库系统的新数据存储在所述新集群中，其中，在数据库服务器和多个客户端之间仅仅交换控制消息，且现有集群仍能够用于数据更新、数据删除、数据搜索和其它操作；以及其中，在水平扩展期间没有数据重新分配。

相关申请

本申请要求于2017年2月3日提交的美国临时专利申请62499662的优先权，该美国临时专利申请的公开内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明总体涉及数字数据存储和检索。更具体地说，本发明涉及可扩展的分布式数据库的系统和方法。

背景技术

传统的分布式数据库系统将数据存储在通常由多个数据库服务器组成的集群中。当数据库系统中的数据量达到数据库系统的满容量或容量阈值时，引入新的计算机服务器并将其添加到数据库系统以存储更多的数据。这种向现有服务器添加新服务器并使新数据库服务器能够接受更多数据的过程通常被称为分布式数据库系统的水平扩展。

这些传统的分布式数据库系统中的水平扩展需要数据库服务器之间的数据重新分配。也就是说，已经存储在现有数据库服务器中的一部分或全部数据被迁移到一个或多个新的数据库服务器。这些服务器之间的该数据交换过程成本高、耗时且需要资源。当系统中的总数据量较大时，该迁移可能需要很长时间(以小时或天计)。扩展过程可能会在生产系统中造成很长的停机时间。

发明内容

本发明涉及在数据库扩展过程期间不需要数据重新分配的系统和方法。

不需要数据重新分配(也称为数据迁移)可以在数据库扩展过程期间节省数小时、或者数天甚至数周的开销。本发明的实施方式公开了在数据库服务器之间仅交换控制消息。控制消息可以包括系统配置信息、网络拓扑信息、数据库和表格结构信息以及任何其它种类的元数据信息。在所述实施方式中，将数据库服务器分组为集群。数据库服务器可以是物理计算机或虚拟服务器。存储在现有数据库服务器中的数据不会迁移到新服务器。将新的数据库服务器添加到分布式数据库系统时，会形成新集群以包含该新的服务器。最初，分布式数据库系统可以由一个或多个集群组成。每个集群由一个服务器或多个服务器组成。现有集群包括现有的数据库服务器并管理现有的数据库服务器。该新集群包括新的数据库服务器并管理新的数据库服务器。将进入系统的新数据存储在新集群的数据库服务器中。现有集群仍可用于数据更新、数据删除、数据搜索和其它操作。现有集群仍然可以接受更多的新数据，但新数据主要被该新集群所接受。通过现有集群接受数据有助于扩展过程的平稳过渡。该新集群可用于包括更新操作、删除操作、搜索操作、插入操作和其它操作的所有数据操作。或者，可以引入两个或更多新集群并将其添加到现有集群。哈希(hashing)、舍入(round-bin)或可配置的策略可以用来选择新集群或一组新集群来插入新的数据。

附图说明

参照以下附图可以更好地理解本发明的许多方面。附图中的部件不一定按比例绘制，而是着重于清楚地示出本发明的原理。此外，在附图中，贯穿若干视图，相同的附图标记表示相应的部分。

图1示意性地示出根据本发明的各个实施方式的数据库服务器的现有集群以及包含新数据库服务器的新集群。

图2示出根据本发明的各个实施方式的由数据库客户端对数据库记录的操作。

图3示出根据本发明的各个实施方式的数据库交换机针对客户端请求选择数据库集群。

图4示出根据本发明的各个实施方式的所选数据库集群接收对数据库记录的操作。