[发明专利]基于FPGA的实时数据库备份系统及备份方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的实时数据库备份系统，包括应用服务器，应用服务器与FPGA连接，FPGA上有SRAM组、数据流复制模块、数据流转换模块、返回结果一致性检查模块和错误包反馈模块以及若干相互独立的RJ45接口，各RJ45接口则分别与主数据库、从数据库和外部网络连接；

其中，应用服务器起到外界服务对主、从数据库发起请求的中间连接作用，它接受外界的服务请求，通过FPGA与主、从数据库连接，对主、从数据库数据做读取操作并对发起的所有请求做好日志；同时，应用服务器还起到对返回错误数据包、主、从数据库无响应数据包的处理，对主、从数据库不一致做出判断，做出提示并进行处理；

数据流复制模块是对流出数据包进行复制，即应用服务器对主数据库发起请求而并不对从数据库做出请求，对从数据库的请求则是通过数据流复制模块对主数据库请求数据包做复制和转换后发起的，为下一步数据流转换做好准备，以便生成对从数据库发起请求数据流；

数据流转换模块是对复制获得的数据包进行修改；

返回结果一致性检查模块是判断主、从数据库数据是否一致的主要模块；

错误包反馈模块发现的主、从数据库返回结果的不一致情况进行描述反馈到上层应用服务器；

RJ45接口分别与主数据库、从数据库、外部网络连接。

2.如权利要求1所述的基于FPGA的实时数据库备份系统，其特征是，所述数据流转换模块主要有两方面的修改；一方面是对数据包头部做出修改，即对源、目的地址和端口的修改，通过对数据包头部进行替换实现；一方面是数据包数据内容的修改，根据已获得的从数据库的信息，应用服务器对从数据库的数据操作语言转化模式做好编制，按照从数据库的命令格式规则，通过FPGA可现场编程数据流转换模块利用规则匹配和深度包检测技术提取数据内容中包含SQL语句，数据流转换模块将提取SQL语句传递到上层应用服务器，上层应用服务器按照对从数据库编制好的数据语言转化模式对SQL语句格式进行转换后返回到数据流转换模块；最后将修改后的数据包头和数据包数据内容重组成新的数据包转发到对应连接的RJ45接口，以此与从数据库的操作规则相对应。

3.如权利要求1所述的基于FPGA的实时数据库备份系统，其特征是，所述返回结果一致性检查模块通过对获得主、从数据库返回的结果做出检查比对，判断返回结果是否成功，主、从数据库返回结果是否一致；即不同数据库进行相同操作的返回结果有差异，此模块便通过对主、从数据库返回的逻辑相同的结果进行比对，从而实现一致性检查。

4.如权利要求1所述的基于FPGA的实时数据库备份系统，其特征是，所述错误包反馈模块发现主、从数据库返回结果的不一致时，当可能反馈的错误包有主、从数据库都返回结果，但是相互之间结果不一致的，对存在的不同做描述；当主、从数据库存在其一无返回结果的情况，对无响应现象做描述；当主、从数据库都未做出响应，对无响应现象做描述。

5.一种采用权利要求1所述的基于FPGA的实时数据库备份系统的备份方法，其特征是，具体工作步骤如下：

步骤一：事务发起；FPGA中数据流复制模块获取与之相连的主、从数据库的信息，将信息反馈到上层应用服务器；

步骤二：FPGA中数据流复制模块截取流出数据流，判断对数据是否为添加、修改或删除写操作或读操作执行流程，如果是读操作执行流程，就进入步骤三；如果是添加、修改或删除写操作，就进入步骤四；

步骤三：FPGA中数据流复制模块对数据流进行复制；FPGA中数据流转换模块根据应用服务器已获取从数据库信息，同应用服务器一同对SQL格式进行转换；通过不同RJ45接口连到主、从数据库；主、从数据库进行操作，返回操作结果；FPGA中返回结果一致性检查模块监听接收主、从数据库返回的结果；判断是否监听到主数据库响应；如果是就将返回数据发送到上层应用服务器；如果否，错误包反馈模块就生成主数据库无响应数据包，并将其与从数据库返回结果发送到上层应用服务器；本次事务结束；

步骤四：FPGA中数据流复制模块对数据流进行复制；FPGA中数据流转换模块根据应用服务器已获取从数据库信息，同上层应用服务器一同对SQL格式进行转换；通过不同RJ45接口连到主、从数据库；主、从数据库分别进行操作，返回操作结果；FPGA中返回结果一致性检查模块监听接收主、从数据返回的结果；判断是否监听到主数据库响应，如果监听到，转入步骤四a；如果否，转入步骤四b；

步骤四a:如果监听到主数据库响应，就对主、从数据库进行结果一致性检查，并判断结果是否一致，如果一致就将成功数据包发送到上层应用服务器，本次事务结束；如果判断结果不一致就进入步骤四b；

步骤四b:FPGA中错误包反馈模块生成错误数据包，将错误数据包返回到上层应用服务器，上层应用服务器做出容错响应，上层应用服务器与FPGA各模块协同完成回滚等容错处理;容错处理成功，本次事务结束。