伴随着互联网技术的高速发展,各种类型的应用层出不穷,在这个云计算的大环境下,数据存储技术出现了新的特点：支持海量的数据和流量,更低的读写延迟,强大的可用性,较低的运营成本等。在过去的几十年中,传统数据库虽然已经在业界占据了不可动摇的地位,但是面对时代的新需求,其扩展困难,读写慢,成本高,支撑容量有限等缺点不断显现出来。为了解决上述问题,NoSQL数据库应运而生。这类数据库在设计支持海量的存储,具有强大的可用性,并且可以运行在普通的PC机构建的集群中,运营成本低,易维护。因为一般都采用key-value的数据模型。所以习惯上又称key-value database,即KVDB.在key-value数据库中,元组之间并没有传统数据库中的强关联关系。这使得在key-value数据库中的SQL查询变得很难实现,而其中最为复杂的部分就是连接操作。针对此问题,本文通过对目前较为流行的一款环形KVDB:Cassandra进行分析,设计了针对环形架构列值索引,并基于这种索引提出了支持大数据量的预连接操作的查询处理算法,并做了相应的优化。另外作为补充,同时也设计了实时连接算法。本文的内容总结如下：1.首先介绍了NoSQL中的常见数据模型、架构和读写策略等相关知识。2.针对环形架构设计了相应的列值索引,给出了相关算法。并基于这种索引结构,设计并优化了预连接算法。3.设计了实时连接算法。同时针对实时连接算法,设计了双重索引,提高了实时连接算法的效率。4.针对本文提出的算法进行了实验测试,验证了算法的性能。