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基于Docker的云数据库服务系统的设计与实现

杜宝丽  
【摘要】:随着计算机技术的快速发展,数据库的应用遍及各行各业,维系着整个系统的生命,一旦数据库崩溃造成数据丢失或者停止服务,将带来极大的损失。传统的自建数据库已经不能满足数据爆发性增长的需求,转向使用云数据库服务的方式实现。为保证服务不会因为一个服务器的宕机而停止,需要使用高可用性集群提供不间断服务。传统基于云数据库服务的高可用性方案,可以实现服务切换,保证数据库实例不间断提供服务,但仍然存在一些问题,包括各环境差异导致应用崩溃,实例创建时间太长,不能动态地设置资源,Drbd脑裂等。本文在云计算快速发展的背景下,主要研究云数据库服务的部署与实现,并基于这些研究工作,对MySQL云数据库服务系统进行了详细的设计,并完成了系统的实现。首先,本文在分析已有高可用性集群的基础上,提出了基于Docker容器的高可用设计方案,并确定需要实现MySQL云数据库的高可用、高可靠设计。其次,对本文所依赖的各项技术,Docker轻量级虚拟化、Saltstack自动化部署工具、RabbitMQ消息队列、Percona数据库备份恢复等做了深入的研究,明确了论文的研究方向。接着,本文对该系统的用户需求进行了详细分析,抽象出了系统应该包含的主要功能:物理服务器池管理功能、实例基本操作功能、实例资源升级功能、实例参数修改功能、实例性能监控功能和实例资源告警功能,同时抽象出了系统的性能需求,并针对系统实际需求抽象出了系统数据库概念模型。然后,根据系统特点将系统架构分为系统前台和系统后台(本人主要负责系统后台实现),系统后台采用4层架构模式,通信层采用RabbitMQ消息队列技术、业务逻辑层采用Python线程池、SaltStack等技术、数据层采用Python pymql模块实现、底层设备交互层采用Docker轻量级虚拟化技术,根据系统功能划分功能模块并完成各功能模块的实现操作;最后,本文详细描述系统的测试过程,针对本文设计方案设定测试环境,根据测试用例实现系统功能测试及非功能测试,并对测试结果和数据进行了详细的统计和分析,经过多轮测试,最终系统测试通过,达到了预期对系统的功能和性能方面的要求。本系统为MySQL数据库服务提供了自动化、高可用的方案,加快了系统整体开发周期,提高了虚拟资源的利用率。同时,基于Docker的服务部署方案不仅适用于其他数据库,还可以部署web等许多应用,具有一定的商业价值。目前,本文的背景项目系统已发布版本,并在私有云平台中使用。


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