專利名稱：數(shù)據(jù)庫冗余數(shù)據(jù)一致性檢驗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種數(shù)據(jù)庫冗余數(shù)據(jù)一致性檢驗方法。
背景技術(shù)：
可靠性是衡量數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)抗故障能力的重要指標(biāo)。目前很多可靠性技術(shù)都是基于 數(shù)據(jù)冗余原理來獲得系統(tǒng)整體的高可靠性，例如雙機熱備技術(shù)、集群技術(shù)等。其基本原理 是為一份數(shù)據(jù)復(fù)制多份拷貝，分別存儲在不同的數(shù)據(jù)庫結(jié)點上，當(dāng)系統(tǒng)正常運行時，所有 結(jié)點可同時提供服務(wù)，當(dāng)系統(tǒng)接收到一個服務(wù)請求時，系統(tǒng)通常根據(jù)服務(wù)請求涉及的冗余 數(shù)據(jù)分布，以及各結(jié)點負(fù)載狀態(tài)等信息，動態(tài)選擇一個結(jié)點完成該服務(wù)，當(dāng)一個結(jié)點發(fā)生斷 電、宕機等故障時，其它存儲了冗余數(shù)據(jù)的結(jié)點仍可繼續(xù)提供服務(wù)，實現(xiàn)了 7X24的系統(tǒng)服 務(wù)能力?；跀?shù)據(jù)冗余原理的可靠性技術(shù)在提高系統(tǒng)可靠性能力的同時，也帶來了一些新 的問題，其中最重要的就是各冗余結(jié)點間的數(shù)據(jù)一致性問題。導(dǎo)致各冗余結(jié)點數(shù)據(jù)不一致 的原因主要有兩個一是冗余數(shù)據(jù)同步策略，當(dāng)一個結(jié)點的數(shù)據(jù)被更新時，該更新可能不會 實時同步到其它冗余結(jié)點上，這將導(dǎo)致冗余結(jié)點上的數(shù)據(jù)版本并不是最新的，與其它結(jié)點 不一致；二是系統(tǒng)數(shù)據(jù)受到篡改攻擊，并且被篡改后的數(shù)據(jù)不能通過系統(tǒng)其它檢測技術(shù)檢 測到，篡改操作可能發(fā)生在物理層或語義層，物理層篡改可能是直接修改數(shù)據(jù)文件，語義層 篡改可能是繞過冗余數(shù)據(jù)同步機制在某個結(jié)點上以該結(jié)點提供的正常方式直接修改數(shù)據(jù)。 物理層篡改通常被認(rèn)為是一種較低級的攻擊方式，可以被簡單的物理層檢驗方法檢測到， 例如頁面級CRC校驗。語義層篡改更為隱蔽，攻擊者通常直接登錄到存儲冗余數(shù)據(jù)的某個 結(jié)點，執(zhí)行會導(dǎo)致數(shù)據(jù)變化的SQL語句，并通過某種方式阻止存儲相同冗余數(shù)據(jù)的其它結(jié) 點得到數(shù)據(jù)更新。對于該結(jié)點來說，攻擊者執(zhí)行的操作都是合法的，因此能夠通過結(jié)點內(nèi)部 的物理層檢驗，但對于由多個結(jié)點構(gòu)成的整體系統(tǒng)來說，數(shù)據(jù)一致性已經(jīng)被破壞了，此時若 用戶的操作請求涉及到被篡改數(shù)據(jù)，則可能得到錯誤的執(zhí)行結(jié)果。綜上所述，現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫冗 余數(shù)據(jù)一致性校驗方法主要是在物理層進行校驗，難以對語義層篡改進行有效校驗，不能 有效地發(fā)現(xiàn)各冗余結(jié)點間的數(shù)據(jù)一致性問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可在語義層對各冗余結(jié)點間數(shù) 據(jù)進行一致性校驗并且能夠有效發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余數(shù)據(jù)不一致問題的數(shù)據(jù)庫冗余數(shù)據(jù)一致性 檢驗方法。本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種數(shù)據(jù)庫冗余數(shù)據(jù)一致性檢驗方法，包括以下步驟步驟1 數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器接收到用戶操作請求后，確認(rèn)該操作請求所涉及的冗余 數(shù)據(jù)分布情況，得到存儲有相關(guān)冗余數(shù)據(jù)的備份服務(wù)器列表；步驟2 數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器將用戶操作請求發(fā)送至備份服務(wù)器列表中的各備份服務(wù)器；步驟3 各備份服務(wù)器執(zhí)行用戶操作請求，得到操作結(jié)果；步驟4 各備份服務(wù)器計算操作結(jié)果的語義校驗碼；步驟5 各備份服務(wù)器將操作結(jié)果和相應(yīng)的語義校驗碼發(fā)送到校驗服務(wù)器；步驟6 校驗服務(wù)器接收到各備份服務(wù)器的操作結(jié)果和語義校驗碼后，對比各語 義校驗碼是否一致，若一致則將操作結(jié)果發(fā)送給數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器，若不一致則向主服務(wù)器 發(fā)送相應(yīng)錯誤信息；步驟7 數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器將接收到的操作結(jié)果或錯誤信息轉(zhuǎn)發(fā)給用戶。而且，所述步驟4計算操作結(jié)果的語義校驗碼包括以下步驟步驟1 初始化語義校驗碼為全0 ；步驟2 遍歷操作結(jié)果的每條元組，為該條元組生成元組校驗碼，然后將該元組校 驗碼與當(dāng)前語義校驗碼進行按位異或操作；步驟3 對語義校驗碼進行調(diào)整，消除因元組內(nèi)部屬性順序、主機字節(jié)序?qū)е碌男?驗碼差異。而且，所述步驟2生成元組校驗碼的方法為依次檢查元組各屬性并按照下述方 式處理(1)若某個定長屬性為空，則以全0填充，填充長度為該屬性的長度；(2)若某個變長屬性長度小于等于N字節(jié)，則在其尾部以全0填充不足部分；(3)若某個變長屬性長度大于N字節(jié)，則將該屬性分解為長度為N字節(jié)的多個子屬 性；若最后一個子屬性不足N字節(jié)，則在其尾部以全0填充不足部分，然后將所有子屬性進 行按位異或操作，將該操作結(jié)果作為該屬性在元組校驗碼中的值；而且，所述的元組校驗碼的長度是固定的，元組校驗碼的長度等于元組所有定長 屬性長度之和加上變長屬性個數(shù)乘以N字節(jié)。而且，所述步驟3對語義校驗碼進行調(diào)整包括以下內(nèi)容(1)調(diào)整元組內(nèi)部屬性順序的過程為按庫名、模式名、表名、屬性名進行組合排 序，然后按排序結(jié)果調(diào)整校驗碼中各屬性的位置；(2)調(diào)整各定長屬性的字節(jié)序為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序；(3)調(diào)整各定長屬性的變長數(shù)組內(nèi)部字節(jié)序為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序若變長屬性為字節(jié)流 類型的屬性，則保持現(xiàn)有字節(jié)序不變，若變長屬性為定長屬性的數(shù)組類型，則將其按照定長 屬性長度分組，然后調(diào)整各組的字節(jié)序為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是本發(fā)明將用戶操作請求同時發(fā)往多個存儲有相關(guān)冗余數(shù)據(jù)的備份服務(wù)器執(zhí)行，并 為每一份執(zhí)行結(jié)果生成一個語義校驗碼，然后備份服務(wù)器通過對比語義校驗碼判斷執(zhí)行結(jié) 果是否正確，本方法可在語義層進行檢驗，克服了現(xiàn)有物理層檢驗方法的局限性，能夠直接 針對執(zhí)行結(jié)果進行檢驗，有效地降低了需要進行檢驗操作的數(shù)據(jù)量，也降低了檢驗操作的 系統(tǒng)資源消耗。


圖1是本發(fā)明所基于的數(shù)據(jù)庫冗余數(shù)據(jù)一致性校驗系統(tǒng)的連接示意圖2是本發(fā)明的處理流程圖；圖3是語義校驗碼生成算法的處理流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述。一種數(shù)據(jù)庫冗余數(shù)據(jù)一致性檢驗方法，是在如圖1所示的數(shù)據(jù)庫冗余數(shù)據(jù)一致性 校驗系統(tǒng)上實現(xiàn)的。在該校驗系統(tǒng)中，用戶發(fā)出操作請求后，數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器向各個備份服 務(wù)器發(fā)出操作請求，各個備份服務(wù)器進行相應(yīng)的備份處理并向校驗服務(wù)器發(fā)送操作結(jié)果和 語義校驗碼，校驗服務(wù)器通過對比語義校驗碼判斷執(zhí)行結(jié)果是否正確并將操作結(jié)果通過數(shù) 據(jù)庫主服務(wù)器發(fā)送給用戶。如圖2所示，本數(shù)據(jù)庫冗余數(shù)據(jù)一致性檢驗方法的具體步驟包括步驟1 數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器接收到用戶操作請求后，確認(rèn)該操作請求所涉及的冗余 數(shù)據(jù)分布情況，得到存儲有相關(guān)冗余數(shù)據(jù)的備份服務(wù)器列表。步驟2 數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器將用戶操作請求發(fā)送至備份服務(wù)器列表中的各備份服務(wù)
ο步驟3 各備份服務(wù)器執(zhí)行用戶操作請求，得到操作結(jié)果。步驟4 各備份服務(wù)器計算操作結(jié)果的語義校驗碼。由于數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)冗余技術(shù)實現(xiàn)方式的多樣性和數(shù)據(jù)庫支持?jǐn)?shù)據(jù)類型的多樣性，因 此，各備份服務(wù)器計算操作結(jié)果的語義校驗碼時，需要對下述各種情況進行正確處理1、冗余數(shù)據(jù)所處各結(jié)點主機字節(jié)序不同；。2、網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序與各結(jié)點主機字節(jié)序不同；3、多條元組在物理存儲層排列順序不同；4、元組多個屬性在物理存儲層排列順序不同。5、元組可能包含定長屬性、變長屬性，屬性可能為空值。如圖3所示，備份服務(wù)器計算操作結(jié)果的語義校驗碼的具體步驟為1、初始化語義校驗碼為全0。2、遍歷操作結(jié)果的每條元組，為該條元組生成元組校驗碼，然后將該元組校驗碼 與當(dāng)前語義校驗碼進行按位異或操作。本步驟中的生成元組校驗碼方法為依次檢查元組各屬性，并進行如下處理(1)若某個定長屬性為空，則以全0填充，填充長度為該屬性的長度；(2)若某個變長屬性長度小于等于N字節(jié)，則在其尾部以全0填充不足部分；(3)若某個變長屬性長度大于N字節(jié)，則將該屬性分解為長度為N字節(jié)的多個子屬 性；若最后一個子屬性不足N字節(jié)，則在其尾部以全0填充不足部分，然后將所有子屬性進 行按位異或操作，將該操作結(jié)果作為該屬性在元組校驗碼中的值。在本步驟中，設(shè)定N字節(jié)的目的是將變長屬性在元組校驗碼中的值長度設(shè)為定長。經(jīng)過上述過程生成的元組校驗碼的長度是固定的，元組校驗碼的長度等于元組所 有定長屬性長度之和加上變長屬性個數(shù)乘以N字節(jié)。3、對語義校驗碼進行調(diào)整，消除因元組內(nèi)部屬性順序、主機字節(jié)序?qū)е碌男ｒ灤a差異，其中對語義校驗碼進行調(diào)整包括以下內(nèi)容(1)調(diào)整元組內(nèi)部屬性順序的過程為按庫名、模式名、表名、屬性名進行組合排 序，然后按排序結(jié)果調(diào)整校驗碼中各屬性的位置，因為數(shù)據(jù)庫中不會存在庫名、模式名、表 名、屬性名都完全相同的屬性，因此上述排序方式可以保證得到?jīng)]有二義性的唯一結(jié)果；(2)調(diào)整各定長屬性的字節(jié)序為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序；(3)調(diào)整各定長屬性的變長數(shù)組內(nèi)部字節(jié)序為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序若變長屬性為字節(jié)流 類型的屬性，如大對象，則保持現(xiàn)有字節(jié)序不變，若變長屬性為定長屬性的數(shù)組類型，如整 型數(shù)組，則將其按照定長屬性長度分組，然后調(diào)整各組的字節(jié)序為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序。通過上述步驟，各備份服務(wù)器即可計算出操作結(jié)果的語義校驗碼。步驟5 各備份服務(wù)器將操作結(jié)果和相應(yīng)的語義校驗碼發(fā)送到校驗服務(wù)器。步驟6 校驗服務(wù)器接收到各備份服務(wù)器的操作結(jié)果和語義校驗碼后，對比各語 義校驗碼是否一致，若一致則將操作結(jié)果發(fā)送給數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器，若不一致則向主服務(wù)器 發(fā)送相應(yīng)錯誤信息。步驟7 數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器將接收到的操作結(jié)果或錯誤信息轉(zhuǎn)發(fā)給用戶。通過上述步驟即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫冗余數(shù)據(jù)一致性的校驗功能。本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此發(fā)明并不限于具體實施 方式中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實施方 式，同樣屬于本發(fā)明保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)庫冗余數(shù)據(jù)一致性檢驗方法，其特征在于包括以下步驟步驟1 數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器接收到用戶操作請求后，確認(rèn)該操作請求所涉及的冗余數(shù)據(jù) 分布情況，得到存儲有相關(guān)冗余數(shù)據(jù)的備份服務(wù)器列表；步驟2 數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器將用戶操作請求發(fā)送至備份服務(wù)器列表中的各備份服務(wù)器；步驟3 各備份服務(wù)器執(zhí)行用戶操作請求，得到操作結(jié)果；步驟4 各備份服務(wù)器計算操作結(jié)果的語義校驗碼；步驟5 各備份服務(wù)器將操作結(jié)果和相應(yīng)的語義校驗碼發(fā)送到校驗服務(wù)器；步驟6:校驗服務(wù)器接收到各備份服務(wù)器的操作結(jié)果和語義校驗碼后，對比各語義校 驗碼是否一致，若一致則將操作結(jié)果發(fā)送給數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器，若不一致則向主服務(wù)器發(fā)送 相應(yīng)錯誤信息；步驟7 數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器將接收到的操作結(jié)果或錯誤信息轉(zhuǎn)發(fā)給用戶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)庫冗余數(shù)據(jù)一致性檢驗方法，其特征在于所述步驟4 計算操作結(jié)果的語義校驗碼包括以下步驟步驟1 初始化語義校驗碼為全0 ；步驟2 遍歷操作結(jié)果的每條元組，為該條元組生成元組校驗碼，然后將該元組校驗碼 與當(dāng)前語義校驗碼進行按位異或操作；步驟3 對語義校驗碼進行調(diào)整，消除因元組內(nèi)部屬性順序、主機字節(jié)序?qū)е碌男ｒ灤a差異。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)庫冗余數(shù)據(jù)一致性檢驗方法，其特征在于所述步驟2 生成元組校驗碼的方法為依次檢查元組各屬性并按照下述方式處理(1)若某個定長屬性為空，則以全0填充，填充長度為該屬性的長度；(2)若某個變長屬性長度小于等于N字節(jié)，則在其尾部以全0填充不足部分；(3)若某個變長屬性長度大于N字節(jié)，則將該屬性分解為長度為N字節(jié)的多個子屬性； 若最后一個子屬性不足N字節(jié)，則在其尾部以全0填充不足部分，然后將所有子屬性進行按 位異或操作，將該操作結(jié)果作為該屬性在元組校驗碼中的值；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)庫冗余數(shù)據(jù)一致性檢驗方法，其特征在于所述的元組 校驗碼的長度是固定的，元組校驗碼的長度等于元組所有定長屬性長度之和加上變長屬性 個數(shù)乘以N字節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)庫冗余數(shù)據(jù)一致性檢驗方法，其特征在于所述步驟3 對語義校驗碼進行調(diào)整包括以下內(nèi)容(1)調(diào)整元組內(nèi)部屬性順序的過程為按庫名、模式名、表名、屬性名進行組合排序，然 后按排序結(jié)果調(diào)整校驗碼中各屬性的位置；(2)調(diào)整各定長屬性的字節(jié)序為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序；(3)調(diào)整各定長屬性的變長數(shù)組內(nèi)部字節(jié)序為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序若變長屬性為字節(jié)流類型 的屬性，則保持現(xiàn)有字節(jié)序不變，若變長屬性為定長屬性的數(shù)組類型，則將其按照定長屬性 長度分組，然后調(diào)整各組的字節(jié)序為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)庫冗余數(shù)據(jù)一致性檢驗方法，包括如下步驟數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器接收到用戶操作請求后確認(rèn)相關(guān)備份服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器將用戶操作請求發(fā)送至備份服務(wù)器列表中的各備份服務(wù)器；各備份服務(wù)器執(zhí)行用戶操作請求得到操作結(jié)果；各備份服務(wù)器計算操作結(jié)果的語義校驗碼；各備份服務(wù)器將操作結(jié)果和相應(yīng)的語義校驗碼發(fā)送到校驗服務(wù)器；校驗服務(wù)器對操作結(jié)果和語義校驗碼后進行校驗并將操作結(jié)果或錯誤信息發(fā)送給數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫主服務(wù)器將接收到的操作結(jié)果或錯誤信息轉(zhuǎn)發(fā)給用戶。本發(fā)明克服了物理層檢驗方法的局限性，能直接針對執(zhí)行結(jié)果進行檢驗，有效地降低了需要進行檢驗操作的數(shù)據(jù)量，也降低小了檢驗操作的系統(tǒng)資源消耗。
文檔編號G06F17/30GK102004799SQ201010609540
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者何清法, 關(guān)剛, 馮柯, 孟勃榮, 徐巖, 李陽, 蔣志勇, 謝衛(wèi)平, 車曉瑤, 顧云蘇 申請人:天津神舟通用數(shù)據(jù)技術(shù)有限公司