1.2. 整体架构
GoldenDB 是自主研发的数据库系统， 主要由管理节点、计算节点、数据节点、全局事务节点等模 块组成， 各个节点无需共享任何资源， 均为独立自治的通用计算节点， 之间通过高速互联的网络通讯， 从而完成对应用数据请求的快速处理和响应。
图 1.2‑1 GoldenDB 整体架构图
. 管理节点在数据库中主要负责数据库中各个组件的管理、给客户提供智能化运维管理平台， 不涉及业务的访问流程， 一般采用主备方式部署。
. 计算节点是数据库的计算模块， 从驱动层接收用户的 SQL 操作， 进行逻辑优化和物理优化， 生成满足分布式事务一致性的分布式查询计划。计算节点在执行分布式查询计划时， 通过持 续地访问数据节点， 从而完成用户的最终操作请求。用户可以根据应用对可靠性、可用性、 性能等因素的不同要求， 对计算节点进行合理的规划和划分。
. 数据节点是应用数据的最终存储模块。所有的数据节点组成一个或多个数据库集群， 数据库 集群由一个或多个安全组组成， 集群中每个表中的数据按照某种策略进行横向分片后存放到 对应的安全组中， 分片策略包括复制策略、哈希策略、范围策略、列表策略、多级分片。
. 全局事务管理节点在分布式数据库中维护全局事务的全生命周期， 提供申请、释放、查询全 局事务的能力， 保证了分布式数据的一致性。
管理节点： 是对系统计算节点集群、数据节点集群管理的节点， 它承载了分布式数据库系统的所 有的运维操作， 包括集群高可用高可靠的管理、系统的备份恢复、系统元数据管理等操作。
管理节点内部由多个模块构成， 主要包括以下模块：
1. 统一运维管理 Insight 模块： Insight 是 GoldenDB 分布式数据库产品的统一操作维护入口， 用 户可以在 Insight 上进行用户和权限管理、元数据管理、计算节点管理、数据节点管理、 DDL 执行、节点扩容、备份恢复、系统安装、统计及告警管理等。
2. 元数据管理器 MetaDataServer 模块： 元数据指数据的元信息， 如库、表、视图、触发器、存 储过程、 函数等数据模型的定义， 元数据管理器存放系统的全量元数据， 是整个分布式数据库集群的元数据中心。为了提高启动和运行效率， 除了元数据管理器存有元数据定义外， 计 算节点和数据节点也会存放元数据定义， 但计算机节点和数据节点只存放本节点所涉应用的 元数据定义， 即当计算节点中的元数据和管理节点的元数据不一致时， 会同步管理节点的元 数据到本地。此外， 元数据管理器还保存了整个集群的拓扑信息， 因此是更广义的元数据管理。
3. 计算节点管理 ProxyManager 模块： 负责管理计算节点集群。管理工作一般分为两类。一类为 组件管理， 包括计算节点的创建、启用、禁用和删除， 另一类为应用管理， 包括定义计算节点和应用的对应关系、计算节点异常后的数据恢复调度。
4. 数据节点管理 ClusterManager 模块： 数据节点集群管理也分为两类。一类为组件管理， 包括 数据节点、安全组、数据节点集群的创建、变更和删除； 另一类为任务管理， 包括数据节点异常、恢复后的调度管理、数据节点备份恢复的调度、数据重分布等功能的任务调度管理
计算节点(CN: Computer Node)： 负责用于接收应用发送过来的业务语句， 对业务语句做语法解 析， 对数据做分布式的优化， 包括语句的改写， 并行分发等等， 最终生成分布式的执行计划， 按 照执行计划将语句下发到数据节点集群中， 计算节点还进行分布式事务的并发控制。
图 1.2.2‑1 GoldenDB 计算节点图
计算节点内部由多个模块构成， 主要包括以下模块：
1. 前端通讯和 SQL 协议处理层模块： 负责前端的长链接管理， 端口管理， SQL 协议处理。
2. SQL 解析模块： 负责对 SQL 语句进行语法检查， SQL 解析生成语法树。
3. SQL 优化模块： 负责 SQL 查询优化。
4. SQL 执行模块： 负 责 SQL 的执行操作。
5. SQL 路由模块： 负责数据模块选择， 负载均衡及路由管理。
6. 后端通讯和 SQL 协议处理层模块： 负责 SQL 协议封装、后端长链接管理， 负载均衡。
7. 元数据缓存模块： 负责存储元数据信息并持久化。
8. 配置模块： 负责存储配置信息和处理。
数据节点(DN: DataNode)： 用于存储业务数据， 及执行分布式子事务的节点。通常一个集群包含 多个数据节点， 每个数据节点都是独立自治的数据库系统， 一个业务的数据只会落到一个数据集群中。业务的数据会被水平的切分后分布在若干个数据节点上， 为了保证数据的可用性， 每个数据分片均部署多个数据备份节点， 假如一个业务的数据分成了 2 份， 如果 1 号分片坏了， 1 号分片的备份系统就会替代原分片。 因此，数据分片节点和它的备份数据节点构成一个安全组。
图 1.2.3‑1 GoldenDB 数据节点图
数据节点内部由多个模块构成， 主要包括以下模块：
1. 连接器模块： 负责身份认证和权限鉴定， 用户登录 GoldenDB 数据库时， 进行身份、密码、 权限检测。
2. 分析器模块： SQL 语句会在分析其中进行词法和语法解析， 提取 SQL 关键字， 检测确认 SQL 语法是否正确， 正确的语法分析语句的功能作用创建正确的数据结构。
3. 优化器模块： 优化器分析 SQL 的最优执行方案， 评估 SQL 的执行代价， 将代价最小执行最优 的方案做为执行方案去执行， 例如如何选择索引， 多表如何关联等
4. 执行器模块： 执行优化器确认的最优方案， 将数据从数据文件中返回给客户端。
5. 数据文件模块： 数据文件是存储表空间数据的位置， 数据文件依据表的组织结构存储保存表 数据。
全局事务节点(GTM: Global Transaction Manager)： 负责协调 CN 一起进行分布式事务的并发控 制， 维护当前所有正在执行的分布式事务列表， 维护全局事务的全生命周期， 提供全局事务的申请、释放、查询能力， 也提供全局序列的创建、修改、 申请。
图 1.2.4‑1 GoldenDB 全局事务节点图
全局事务节点内部由多个模块构成， 主要包括以下模块：
1. 公共消息处理模块： 负责维护和计算节点间的心跳、 向管理节点上报状态信息、处理元数据 等功能。
2. 全局事务消息处理模块： 负责处理来自计算节点或管理节点的全局事务、序列等业务请求 ， 并在相应的模块处理完成后向请求节点发送响应， 此外还负责对变化的全局事务信息进行主 备机同步以及维护水位信息。
3. GTID 处理模块： 负责 GTID 的申请、查询、释放请求在 GTM 内部的逻辑处理。
4. SEQUENCE 处理模块： 负责 SEQUENCE 的创建、修改、 申请请求在 GTM 内部的逻辑处理。
5. CTID 处理模块： 负责事务标识的申请、查询、释放请求在 GTM 内部的逻辑处理。
6. 告警模块： 负责处理 GTM 运行过程中产生的告警信息的持久化和上报。
7. 监控模块： 负责监控其他模块的运行状态并周期性打印统计信息。
8. 持久化模块组： 持久化模块组中包含多个子模块， 如 GTID 持久化模块、 SEQUENCE 持久化模 块、SEQUENCE 上传模块等， 主要负责 GTID、 SEQUENCE 等信息的持久化和备份恢复功能。
