为帮助金融机构做好分布式数据库产品的选型，推动分布式数据库产品在金融邻域的稳妥应用，金篆GoldenDB在北京金融科技产业联盟的指导下编写《GoldenDB分布式事务型数据库金融应用指南》。《指南》深入探讨了如何从应用规划、应用开发、数据迁移等关键环节，将金篆GoldenDB引入金融机构的IT系统中；在数据安全方面介绍了数据加密、访问控制等功能，在性能调优部分提供了完整的优化策略。
过去两期从金融应用场景、产品架构和产品特性三个维度为大家深入介绍了金篆GoldenDB。本期是系列文章的第3期，将为大家讲解金篆GoldenDB在金融应用规划阶段，如何做好关键资源要素设计。
物理机规划
选择合适的服务器：硬件配置，推荐CPU、内存、磁盘典型规格，RAID配置、网络冗余。
表1 典型服务器配置规格 | |
服务器型号 | 支持：海光服务器，鲲鹏服务器，Intel服务器等。 |
CPU | 标准推荐：2路24C以上，支持：Intel X86、海光X86、鲲鹏、龙芯、飞腾、兆芯等。 |
MEM | 标准推荐：128G以上，典型配置256G、384G或512G。 |
DISK | 系统盘: 2*480, 做RAID1 数据盘：2块1.92T 以上，推荐SAS SSD磁盘以上,做RAID10 |
网络 | 万兆网络，双网卡绑定。 |
OS | 支持KylinV10sp2/sp3，Redhat7.6 /Centos7.6以上，统信UOS、中兴新支点、方德、深之度、凝思、SUSE、Redhat。 |
金篆GoldenDB为纯软件组件构成，支持虚拟部署，最少要求3台12C 16G 500G硬盘(管理节点、数据节点、计算节点合设)。
数据库节点设计评估因素
在做数据库节点设计时，需要关注以下几个关键因素：
1) 数据量：单机数据量超过1TB，有必要开始考虑使用分布式数据库；超过2TB的数据量，需要使用多分片设计。数据量的评估不仅需要考虑当前存量，还要考虑未来的增量。
2) 交易量：业务系统TPS/QPS超过2000TPS/20000QPS，有必要开始考虑使用分布数据库；超过4000TPS/40000QPS，需要考虑使用多分片。交易量评估需要考虑：当前交易量、预期交易增量。结合平均TPS和峰值TPS两种情况。
数据库节点评估方法
数据库节点数量依据总数据量、单服务器存储容量、总TPS要求、单分片TPS预估共同确定。
01 以数据量作为节点数计算方式
1) 计算单台服务器的存储容量，服务器磁盘需要做RAID，推荐采用RAID10,这样服务器的总存储容量是裸容量的1/2，亦可以采用其他RAID模式。一般服务器磁盘需要预留一定的空闲空间(10~30%)。如以下服务器为例，使用RAID10后，预留30%空闲空间，则单台服务器容量为9.4T。
表2 服务器存储容量计算示例 | |
单块容量(T) | 1.92 |
磁盘数量 | 14 |
裸容量(T) | 26.88 |
RAID10(T) | 13.44 |
空闲空间 | 30% |
单台服务器容量(T) | 9.4 |
2) 计算业务存储容量需求。假设设计规模为38T，数据库日志空间为4T，计算得到总数据库空间为42T。
表3 数据总量计算示例 | |
设计规模(T) | 38 |
日志规模(T) | 4 |
总数据规模(T) | 42 |
3) 根据副本数量计算总的存储节点规模。
表4 典型服务器配置规格 | |
总空间(T) | 42 |
单台容量(T) | 9.4 |
单副本台数 | 42/9.4~=5 |
副本数量 | 3 |
存储节点数(台) | 15 |
02 以处理性能作为计算方式
1) 数据节点：以业务的TPS和QPS，按每台机器4000 TPS或者40000 QPS相除(2路24C+384G+SSD)，得到数据分片数量。
2) 计算节点：业务的TPS和QPS，按每台机器6000 TPS或者60000 QPS相除(2路24C+384G)，得到计算节点数量。
03 机器数量计算结果
1) 数据节点机器数量=max(总数据量/单分片数据量，总TPS要求/单分片TPS预估)*副本数量
2) 计算节点机器数量=总TPS要求/单计算节点TPS预估
04 资源评估工具示例
根据上述资源评估计算方法，可整理输出资源评估的小工具/公式（excel 工具），具体如下：
数据节点(按存储规模计算)
表5 按存储规模计算数据节点数量
参数 | 计算公式 | 说明 |
单块容量 | 1.92 | 输入值，根据服务器配置给定，影响单台服务器存储容量。 |
磁盘数量 | 14 | 输入值，根据服务器配置给定，影响单台服务器存储容量。 |
RAID空间 折算 | 1/2 | 输入值，RAID0为1，RAID10为1/2，RAID5(每4块磁盘)为3/4。生产系统推荐RAID10。 |
空闲空间比率(%) | 30% | 输入值，预留一定的磁盘空闲空间。推荐30% |
单台服务器容量(T) | 9.4 | 计算值，单块容量*磁盘数量*RAID空间折算*(1-空闲比例)计算得出。 |
设计规模(T) | 38 | 输入值，包括表数据和索引。 |
数据库日志空间(T) | 4 | 输入值，给数据库日志的存储空间，以每日生产数据库日志和天数进行计算，并建议至少保留7天。 |
总数据库空间(T) | 42 | 计算值，设计规模+数据库日志空间。 |
数据分片数量(存储规模) | 5 | 计算值，总数据库空间/单台服务器容量。 |
数据节点(按计算规模计算)
表6 按计算规模计算数据节点数量
参数 | 计算公式 | 说明 |
应用TPS 峰值 | 24000 | 输入值，实测或统计得出。 |
应用QPS 峰值 | 240000 | 输入值，实测或统计得出。 |
单节点TPS性能 | 4000 | 经验值，与CPU/内存/存储有关，基准为2路24C+384G内存+SSD存储。 |
单节点QPS性能 | 40000 | 经验值，与CPU/内存/存储有关，基准为2路24C+384G内存+SSD存储. |
TPS所需 台数 | 6 | 计算值，应用TPS峰值/单节点TPS性能。 |
QPS所需 台数 | 6 | 计算值，应用QPS峰值/单节点QPS性能。 |
数据库节点台数(计算规模) | 6 | 计算值，TPS和QPS所需台数取最大值。 |
总数据库空间(T) | 42 | 计算值，设计规模+数据库日志空间。 |
数据分片数量(存储规模) | 6 | 计算值，总数据库空间/单台服务器容量。 |
数据分片按数据量计算为5台，按处理性能计算为6台，两者取最大值，为6台
数据节点(按计算规模计算)
表7 按计算规模计算数据节点数量
参数 | 计算公式 | 说明 |
应用TPS 峰值 | 24000 | 输入值，实测或统计得出。 |
应用QPS 峰值 | 240000 | 输入值，实测或统计得出。 |
单节点TPS性能 | 6000 | 经验值，与CPU/内存有关，基准为2路24C+384G内存。 |
单节点QPS性能 | 60000 | 经验值，与CPU/内存有关，基准为2路24C+384G内存。 |
TPS所需 台数 | 4 | 计算值，应用TPS峰值/单节点TPS性能。 |
QPS所需台数 | 4 | 计算值，应用QPS峰值/单节点QPS性能。 |
计算节点台数(计算规模) | 4 | 计算值，TPS和QPS所需台数取最大值。 |
服务器台数合计
表8 服务器总数量计算过程
数据节点 台数 | 6*3 | 计算值，取数据节点台数(存储规模)和数据节点台数(计算规模)最大值，再乘以三副本。 |
计算节点 台数 | 4 | 计算值，TPS和QPS所需台数取最大值。 |
管理节点 台数 | 1*3 | 经验值，金篆GoldenDB Insight和GTM合设，三个副本。 |
金篆GoldenDB总服务器台数 | 25 | 三种节点合计。 |
05 容器化方式部署
金篆GoldenDB也支持容器化部署方式。采用容器化部署时，根据应用的TPS/QPS选择合适的容器资源。具体如下：
1) CN节点。CN节点提供两种配置8C32G、16C64G。不同配置的性能容量如下：
表9 计算节点典型容器化配置规格 | ||||
CN | CPU | 内存 | TPS | QPS |
8C | 32G | 1500 | 15000 | |
16C | 64G | 3000 | 30000 |
CN个数=总QPS需求/CN的QPS。
出于高可用设计要求，CN个数不得少于2个。
2) DN节点。DN节点提供三种配置8C32G、16C64G、16C128G。不同配置的性能容量如下：
表10 数据节点典型容器化配置规格 | ||||
DN | CPU | 内存 | TPS | QPS |
8C | 32G | 1000 | 10000 | |
16C | 64G | 2000 | 20000 | |
16C | 128G | 2000 | 20000 |
推荐单个DN的数据量不超过500G，根据QPS需求、数据量计算分片个数，再根据应用高可用需求计算DN容器数，推荐三副本以上。
分片个数=MAX((向上取整)总QPS需求/DN的QPS, (向上取整)数据总量/500)。
DN个数=分片个数乘以副本数。
3) GTM节点。GTM节点的配置为4C16G，租户级GTM，高可用与DN对等，推荐三副本以上。
本期从物理机规划和数据库节点评估两方面介绍了金篆GoldenDB的金融应用规划，下期将为大家深入介绍金篆GoldenDB的业务连续性规划，包括高可用设计和容灾方案。
公开资料显示，金篆GoldenDB是金融市场排名第一的金融级分布式数据库，银行业金融级分布式数据库市场份额占比为24.4%，银行核心系统市场投产数量占行业50%，银行次核心及非银核心系统市场投产数量占行业32%，这三项数据均为行业第一。GoldenDB现已服务超60家金融客户，核心系统案例覆盖国有大行、政策性银行、股份制银行、城商行、农商行、大型金融机构、券商、保险，具备支撑金融行业最核心业务系统的深厚实力和经验！
