一种基于rdma共享内存池的分布式数据库系统_CN119441355A_上海沄熹科技.pdf
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(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号
(43)申请公布日
(21)申请号 202411563641 .8
(22)申请日 2024 .11 .05
(71)申请人 上海沄熹科技有限公司
地址 200120 上海市浦东新区中国（上海）
自由贸易试验区张东路1158号、丹桂
路1059号2幢305-22室
(72)发明人 任宏晖 史大义 赵春泽
(74)专利代理机构 济南信达专利事务所有限公
司 37100
专利代理师 孙晶伟
(51)Int.Cl .
G06F
16/27
(2019 .01)
G06F
16/22
(2019 .01)
G06F
16/25
(2019 .01)
G06F
15/173
(2006 .01)
(54)发明名称
一种基于RDMA共享内存池的分布式数据库
系统
(57)摘要
本发明公开一种基于RDMA共享内存池的分
布式数据库系统 ,涉及分布式数据管理技术领
域；本发明设置两个数据库集群节点为共享内存
节点，共享内存节点为主备节点，通过共享内存
节点的物理内存创建共享内存池，并分类存储元
数据，利用RDMA的低延迟特性，减少了数据传输
过程中的拷贝次数和内核干预，降低了CPU和内
存的使用率，大大缩短了数据的读写时间和查询
响应时间。该方案显著提高了分布式数据库在高
并发访问场景下的性能。
权利要求书3页 说明书5页 附图3页
CN 119441355 A
2025.02.14
CN 119441355 A
1 .一种基于RDMA共享内存池的分布式数据库系统，其特征是包括节点管理模块、RDMA
内存管理模块、数据传输与同步模块和查询处理模块，
节点管理模块选择分布式数据库集群内两个节点作为共享内存节点，指定其中一个共
享内存节点为主节点，另一个共享内存节点为备份节点，
RDMA内存管理模块根据预估的数据库集群节点规模和用户数据容量申请并锁定共享
内存节点的物理内存创建共享内存池，并在共享内存池内划分节点共享内存和数据表共享
内存，用于存储不同类型的元数据，
使主节点与备份节点通过共享内存池的监听地址对外提供服务；
初始化共享内存池：在分布式数据库集群启动前主节点的数据传输与同步模块开启监
听，主节点的RDMA内存管理模块生成相应的共享内存池内存和权限信息，备份节点的数据
传输与同步模块向主节点发起RDMA连接，获取主节点的共享内存池内存和权限信息，同时
备份节点的RDMA内存管理模块生成相同规格的共享内存池内存和权限信息；
其他数据库集群节点的数据传输与同步模块主动向共享内存池监听地址发起RDMA连
接，并发起信息同步操作得到共享内存池的内存和权限信息，在数据库集群节点运行过程
中数据库集群节点的RDMA内存管理模块通过RDMA写操作将新生成的元数据或者发生变化
的元数据写入共享内存池中；
分布式数据库集群中随机接入节点通过查询处理模块接收查询请求，查询处理模块构
建分布式的逻辑计划和物理计划，根据逻辑计划和物理计划随机接入节点利用数据传输与
同步模块与主节点进行RDMA连接后，从共享内存池读取相应信息。
2 .根据权利要求1所述的一种基于RDMA共享内存池的分布式数据库系统，其特征是在
共享内存池在进行RDMA读写操作时需要权限信息，主节点的数据传输与同步模块将权限信
息同步给其他分布式数据库集群节点用于读写内存使用，同时主节点和备份节点通过数据
传输与同步模块相互同步权限信息，备份节点切换为新主节点后将权限信息同步给其他分
布式数据库集群节点。
3 .根据权利要求1所述的一种基于RDMA共享内存池的分布式数据库系统，其特征是主
节点的RDMA内存管理模块将共享内存池划分为多个固定大小的内存块，并记录每个内存块
的状态和位置信息，
当数据库集群节点发起写内存操作时，RDMA内存管理模块根据地址计算规则得到写入
地址并写入元数据到共享内存池，当数据库集群节点发起读内存操作时，RDMA内存管理模
块根据内存虚拟地址及偏移量从相应的内存块中读取数据应答。
4 .根据权利要求1所述的一种基于RDMA共享内存池的分布式数据库系统，其特征是
RDMA内存管理模块将元数据写入共享内存池时，元数据的类型包括节点配置信息、节点健
康情况、节点存储使用量和表信息，并按序分配编号0‑4，或者根据需要扩展新类型的元数
据分配新的编号。
5 .根据权利要求1所述的一种基于RDMA共享内存池的分布式数据库系统，其特征是
RDMA内存管理模块从序列1开始顺序生成数据库集群的每个节点ID，RDMA内存管理模块通
过节点共享内存首地址+(节点ID‑1)*元数据数量+元数据编号计算获得数据库集群节点的
元数据写入共享内存池的地址块，通过数据表共享内存首地址+表ID计算得到数据表的写
入地址。
权 利 要 求 书
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