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GoldenDB数据库整体介绍

原创 分布式数据库 2024-05-20
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一、技术路线
GoldenDB是业界唯一一家在数据库层面解决分布式事务强一致的分布式数据库产品,同时满足支持应用平滑迁移,具备金融级高安全高可靠,性能超过现有系统数倍并能满足未来演进需求,且已在大型银行核心业务系统上应用。
1、业界唯一满足会计记账准则要求的分布式事务强一致性的分布式数据库。采用全局事务管理器和已提交事务自动回滚相结合的技术,解决分布式事务的强一致性问题,对应用透明,应用无需关注底层的数据分布。支持在应用业务逻辑不变的情况下平滑迁移,最大程度保留银行多年的IT核心资产。
2、满足金融行业的数据高可靠、服务高可用要求。实现多地多中心高可靠架构,灵活的策略控制满足金融行业对数据库可靠性要求,满足在少数派情况下业务不中断;同时在切换上实现有策略的选主,避免投票机制下主节点的不可控。
3、高性能和高扩展性能够满足大行的核心系统要求。在中信银行3亿客户15亿账户真实银行核心账务系统场景下,实测性能超过40000TPS,完全满足大行核心系统的性能要求,且性能随着物理节点的增加仍然可线性增长。
4、具有银行基因的数据库。除了满足银行业强一致、高可靠、高并发、可扩展的应用要求,针对金融行业特点,提供多个金融特性功能,包括:日切卸数功能,在数据库层面提供全局一致的快照数据,不再需要数据二次处理;多级分片多法人机制,满足银行多法人业务处理分离的需求;批处理并发优化,中信信用卡中心批处理时间由原AS400系统的3小时降低为2小时。
5、提供端到端业务迁移、系统运维产品化解决方案。通过统一运维管理平台实现系统的自动化安装、日常运维监控及巡检扩容等操作。完善的工具集实现异构数据库模式转换、数据迁移、实时双向同步等功能,助力业务平滑迁移。
6、支持多种应用模式。除支持分布式模式外,GoldenDB还可支持主备数据库模式,满足不同规模数据库的应用场景。同一数据库平台支持多种应用模式,可显著降低数据库的运维难度。
GoldenDB有超20年的技术研发积累,已累计申请数据库相关专利200多件,已授权专利超过100件,实现数据库内核100%自主掌控,符合信息技术应用创新的技术要求。获得了国家信息安全测评中心颁发的自主原创产品测评证书,并通过了工信部信通院组织的代码自研比例测试,代码自研率超过了99.7%,完全符合信创一级要求。



GoldenDB支持融合、弹性、可靠、高效的云原生架构,支持裸金属、容器化、虚拟化等多种部署形式。同一个版本可以兼容MYSQL、ORACLE语法和数据库对象。



GoldenDB支持HTAP架构,自主研发分布式SQL引擎,实现一套引擎同时支撑业务系统运行和分析决策场景。



GoldenDB支持海光、鲲鹏、飞腾、兆芯、龙芯等国产主流芯片服务器部署,同时也支持麒麟、统信UOS、新支点、中科方德等国产操作系统。GoldenDB已经具备涵盖应用系统、中间件,操作系统、CPU、第三方服务及工具在内的全行业生态体系,已实现了全栈国产化软硬件环境的规模应用。

GoldenDB采用Share-nothing架构,性能可线性扩展。支持灵活的部署模式且支持多种模式混合部署,可以适配不同业务场景。支持基于DBaaS平台的多租户服务,用户可以按需使用数据库资源。支持通用数据库标准协议,完全兼容ANSI SQL92、SQL99、SQL2003等SQL标准,支持JDBC、ODBC、Native C API、OCI等驱动。提供丰富的应用访问接口,如restful API接口、工具命令行接口、文本采集接口以及SQL命令采集接口,实现与多种应用及第三方平台对接。
GoldenDB架构如下所示:

GoldenDB主要由四部分组成:分别为计算节点、数据节点、全局事务节点GTM和管理节点。其中各节点功能如下:
(1)计算节点:提供分布式数据库的SQL解析、SQL路由、SQL优化和SQL执行等功能;
(2)数据节点:提供分布式数据库的数据存储、数据分片、备份恢复和主备同步等功能;
(3)全局事务节点GTM:用于分布式数据库的全局一致性管理;
(4)管理节点:提供运维管理平台、集群状态管理、元数据管理等功能。
二、部署方式
GoldenDB支持同城多中心、异地双中心、两地三中心、三地五中心等多种高可用部署架构。系统组件具备冗余设计能力,无单节点故障问题,当部分节点发生异常情况时,数据库可以自动切换转移故障,保证业务的持续性。金融行业最典型的两地三中心部署方式如下图所示,可以实现同城双活和异地灾备,由一套运维管理平台进行统一管理。计算节点采用无状态设计,在所有机房内均匀部署。其他节点采用一主多备方式部署,生产机房部署主节点及若干备节点,其他机房部署备节点。所有节点均采用集群方式部署,发生故障时可自动切换。同城机房间的节点采用同步复制方式进行数据同步,异地机房间的节点采用异步复制方式进行数据同步,可实现同城机房RPO=0,保障数据不丢失。

GoldenDB在多副本使用场景下,支持主副本的切换优先级顺序,按照本机房副本、同城副本、异地副本的优先级进行选择。具备机房级容灾和城市级容灾能力,保证在机房灾难或者城市灾难的情况下,能够利用多副本数据冗余实现容灾功能,并且不会造成数据丢失,同时,异地机房能够具备灾备演练的能力。

GoldenDB具有高可用能力,包括计算节点高可用、数据节点高可用、全局事务节点高可用和管理节点高可用。
1、计算节点高可用
计算节点通过无状态的部署方式实现高可用,所有的计算节点集群都对外提供服务,当其中一个计算节点出现故障的时候,业务访问会路由到其它正常计算节点,对业务基本无感知。

2、数据节点高可用
数据节点通过一主多备的部署方式实现高可用,主备之间通过快同步复制技术实现数据同步。数据节点之间的主备切换可以通过OMM(Insight管理界面)发起,当数据主节点出现故障时,由CM(ClusterManager)发起故障切换流程。

3、全局事务节点高可用
全局事务节点GTM通过一主多备的部署方式实现高可用,主备之间通过MQ增量实时同步消息的方式同步GTID信息。GTM之间的主备切换可以通过OMM(Insight管理界面)发起,当GTM主节点出现故障时,由MDS(Metadataserver)发起故障切换流程。

4、 管理节点高可用
管理节点通过Zookeeper集群的部署方式实现高可用,需要采用奇数台服务器,防止出现脑裂。管理节点间数据通过DRBD进行数据实时同步。当将数据写入主节点本地文件系统时,数据还将会被发送到网络中备节点上,以相同的形式记录在一个文件系统中。主节点与备节点的数据可以保证实时同步。当主节点系统出现故障时,备节点还会保留有一份相同的数据。Zookeeper软件实时监控主节点的运行状态,当确认主节点系统异常时,切换到备节点。当存在一半以上的管理节点能够正常工作时,整个集群都能正常对外服务。


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