1. 引言
1.1 目的
本文檔旨在定義數據處理和存儲服務的功能需求和非功能需求,為系統設計、開發和測試提供明確的指導。該服務負責高效處理各類數據,并提供安全、可靠的存儲解決方案,以滿足業務的數據管理需求。
1.2 范圍
服務覆蓋數據的采集、清洗、轉換、存儲、查詢和備份等環節,適用于企業內部應用、用戶數據分析和第三方集成場景。
1.3 目標用戶
包括系統管理員、數據工程師、業務分析師和外部開發者。
2. 總體描述
2.1 服務功能概述
數據處理和存儲服務是一個集成的平臺,支持批量處理和實時流處理,提供結構化、半結構化和非結構化數據的存儲能力。服務保證數據完整性、可用性和安全性,同時優化性能以應對高并發訪問。
2.2 運行環境
- 硬件環境:基于云服務器或本地數據中心,推薦使用分布式架構以支持擴展。
- 軟件環境:支持Linux/Windows操作系統,依賴數據庫系統(如MySQL、PostgreSQL或NoSQL數據庫)、消息隊列(如Kafka)和數據處理框架(如Apache Spark)。
2.3 用戶特征
- 系統管理員:負責服務監控、維護和權限管理。
- 數據工程師:設計和實現數據處理流水線。
- 業務分析師:通過查詢接口獲取數據進行分析。
- 開發者:通過API集成服務到外部應用。
3. 功能需求
3.1 數據采集功能
- 需求編號:F-001
- 描述:服務應支持從多種源(如文件上傳、API調用、數據庫同步)采集數據。
- 輸入:源數據文件或流數據。
- 處理:驗證數據格式、過濾無效條目。
- 輸出:標準化的數據記錄。
3.2 數據處理功能
- 需求編號:F-002
- 描述:提供數據清洗、轉換和聚合能力,包括去重、格式轉換和計算衍生字段。
- 輸入:原始數據。
- 處理:應用預定義規則或自定義腳本。
- 輸出:處理后數據,可存儲或轉發。
3.3 數據存儲功能
- 需求編號:F-003
- 描述:支持多種存儲類型(如關系型數據庫、對象存儲、時序數據庫),并實現數據分區和索引優化。
- 輸入:處理后數據。
- 處理:自動選擇存儲引擎,執行數據持久化。
- 輸出:存儲成功確認或錯誤日志。
3.4 數據查詢與檢索功能
- 需求編號:F-004
- 描述:提供RESTful API和SQL接口,支持復雜查詢、全文搜索和實時數據訪問。
- 輸入:查詢請求(如SQL語句或API參數)。
- 處理:解析查詢、執行搜索并返回結果。
- 輸出:查詢結果集或錯誤信息。
3.5 數據備份與恢復功能
- 需求編號:F-005
- 描述:實現自動備份策略(如每日增量備份、每周全量備份),并提供快速恢復機制。
- 輸入:備份配置或恢復請求。
- 處理:調度備份任務、驗證數據完整性。
- 輸出:備份狀態報告或恢復完成通知。
4. 非功能需求
4.1 性能需求
- 響應時間:數據查詢平均響應時間不超過2秒,批量處理任務在指定時間內完成。
- 吞吐量:支持每秒處理至少10,000條記錄。
- 并發用戶:同時支持1000個用戶訪問。
4.2 可靠性需求
- 可用性:服務年度可用性不低于99.9%。
- 容錯性:在部分節點故障時,系統能自動切換并保證數據不丟失。
4.3 安全性需求
- 數據加密:傳輸和存儲過程中使用AES-256加密。
- 訪問控制:基于角色的權限管理(RBAC),支持多因素認證。
- 審計日志:記錄所有數據操作,便于追蹤和合規檢查。
4.4 可維護性需求
- 模塊化設計:服務組件可獨立升級和擴展。
- 監控與告警:集成監控工具,實時告警異常事件。
5. 其他需求
5.1 兼容性需求
支持與常見數據格式(如JSON、CSV、Parquet)和第三方系統(如Hadoop、AWS S3)集成。
5.2 文檔需求
提供用戶手冊、API文檔和部署指南。
6. 附錄
6.1 術語表
- 數據處理:指數據清洗、轉換和聚合的過程。
- 數據存儲:指將數據持久化到物理或邏輯存儲介質。
6.2 參考資料
- 相關行業標準(如ISO 27001 for 安全)。
- 類似系統設計文檔。
本文檔將作為項目開發的基礎,任何變更需經過評審和更新。通過實現上述需求,數據處理和存儲服務將為企業提供高效、安全的數據管理解決方案。