银行核心系统分布式数据库解决方案
5墨值下载
丽
IT
Corridor
银行核汕系统分布式数据库解决方案
文
II
中兴通讯高级副总裁
俞义方
中兴通讯政企通讯研究院院长吕达
祐着互联网
、
云计算
、
大数据
、
人工智能
、
物联网等技术
I
迴的飞速发展
，
全球数据量呈现爆发式增长
，
远远超出传
统关系型数据库的处理能力
，
传统关系型数据库已经无法适应
金融行业数字化转型对新型金融科技
（
FinTech
）
发展的需要
。
比如
，
数据量的爆发式增长与传统数据库有限容量之间的矛盾
；
双十一
、
618
等购物狂欢节期间
，
业务处理的高并发系统压力
与传统数据库性能无法水平扩展的矛盾
；
越来越高标准的业务
连续性要求与昂贵的传统数据库容灾技术越来越难以满足要求
的矛盾
。
因此
，
银行核心系统迫切需要具备支持海量数据场景
下的高性能
、
高扩展
、
高可用等关键特征的数据库
，
促使银行
核心数据库由集中式向分布式架构转型
。
近几年
，
分布式数据库技术取得突破性进展
，
不仅实
现了海量数据场景下的高性能
、
可扩展性需求
，
还满足了
交易型数据库必须支持的分布式事务
、
数据强一致性
、
高
可用等特性
。
另一方面
，
X86
架构的
PC
服务器借助各种硬
件加速技术
（
如
SSD
、
RDMA
、
GPU
等
）
，
弥补了只有大型主
机才具有的高性能
、
高可靠性短板
。
这些技术发展都为分
布式数据库替换金融核心数据库提供了强有力的支撑
。
打造具有
“
银行基因
”
的数据库
GoldenDB
中兴通讯研制的分布式数据库
GoldenDB,
采用
share-nothing
架构
，
是一款具有银行基因的金融级分布式
数据库
□
GoldenDB
提供传统关系型数据库
OLTP
的所有特性
，
并且改变了传统数据库集中存储的限制
，
采用分布式架构
存储
，
从而实现了从计算层
，
存储层的可扩展性
。
GoldenDB
分布式架构
，
可以多地多机房部署
。
每个数
据中心对外提供服务
，
当一个数据中心发生异常时
，
由其
他数据中心接管
，
从而保障系统的高可靠性
。
数据中心间
进行数据实时同步
，
并在接管时保证数据的全局一致性
。
GoldenDB
可以部署在全球多个区域
，
多个数据中心之间进
行数据容灾
，
每个数据中心包括计算节点
、
全局事务管理器
、
存储节点和管理节点
。
多个数据中心的计算节点独立运行
，
全局事务管理器之间同步全局事务信息
，
存储节点之间实
时同步业务数据
，
管理节点也实时同步元数据信息
。
无共享分布式数据库由计算节点集群
、
存储节点集群
、
管理节点和全局事务管理器五个部分组成
。
组成分布式数
据库的各个节点无须共享任何资源
，
都是独立自治的通用
计算机节点
，
之间通过高速互联的网络通信
，
从而完成对
应用数据请求的快速处理和响应
。
其中
，
计算节点集群层是分布式数据库的核心层
，
其
由无状态的计算节点组成
。计算节点从驱动层或者管理节
点接收用户的操作
，
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
。
计算机节点在执行分
布式查询计划时
，
通过持续地访问存储节点
，
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
。
存储节点集群是应用数据的最终存储组件
。
所有的存
储节点组成一个或多个数据库集群
。
一个集群中可以有一
个数据库
，
也可以有多个数据库
。
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
，
分片策略一般有复制
策略
、
哈希策略
、
范围策略
、
列表策略
。
随着安全组数量
的增加
，
每个安全组承载的数据量和读写负载会相应地减
少
，
从而在存储节点集群内部具备了读能力和写能力的水
平扩展
。
安全组是由一个或多个存储节点构成的数据库节
点组
，
组内的数据库节点拥有相同的数据
。
存储节点组通
过多数派协议实现数据的一致性
。
安全组内的存储节点数
量越多
，
可靠性就越高
，
读能力也得以进一步扩展
。
管理节点在分布式数据库中负责集群管理流程
，
不涉
及业务的访问流程
，
无负载压力
，
同样通过多数派协议保
证该节点的高可靠性
。
管理流程主要包括元数据管理
、
计
算节点集群管理
、
存储节点集群管理
、
任务管理以及运维
管理
。
全局事务管理器在分布式数据库中维护全局事务的全
90
IT
Corridor
生命周期
，
是分布式事务控制中心
，
提供申请
、
释放
、
查
询全局事务的能力
。
GoldenDB
是一款兼容
MySQL
的分布式数据库产品
，
具
备分布式事务
、
高性能
、
强一致高可用
、
线性扩容和弹性
伸缩
、
企业级安全等特性
，
能够同时提供智能运维
、
自动
化运营
、
监控告警等配套设施
。
1.
分布式事务
金融行业核心交易类业务对事务的一致性要求很高
，
目前业界流行的最终一致性分布式事务方案无法满足其
要求
，
其两阶段提交由于同步阻塞
、
读数据可能不一致
等常见问题
，
同样无法满足金融行业交易类业务对性能
和一致性的要求
。
GoldenDB
引入全局事务管理器
GTM
（
-
Global
Transaction
Manager
）
对全局事务的生命周期进
行管理
（
创建
/
释放
/
查询
）
，
并为全局事务分配
GTID,
实现事务之间的隔离性
，
保证数据的过程一致性和最终
一致性
。
2.
强一致性及高可用
在分布式数据库中
，
系统的高可用性和敎据强一致性
往往不可兼得
。
一般情况下
，
对于一致性要求比较高的业
务在响应延时方面就会降低要求
，
适合选择
CP
模式
；
对于
响应时延有高要求的业务在数据一致性方面会降低要求
，
适合选择
AP
模式
。
而银行核心系统对数据一致性和可用性
都有很高的要求
，
正常场景下需保证数据的强一致性要求
，
当出现数据中心间的网络异常
（
如网络抖动
、
丢包
、
瞬断等
）
时
，
依然保证银行核心系统的可用性
。
此外
，
支持各种跨
数据中心部署方案
，
如同城双活
，
两地三中心等
，
全面保
障服务高可用
，
能做到
RPO
为
0,
RT0
小于
30s,
远高于银
保监会标准要求
。
3
.
自动化智能运维
GoldenDB
具备完善的运维支撑体系
，
设计以智能化
、
最简化为目标
。
系统提供统一的运维模块
0MM,
提供网络
拓扑
、
集群管理
、
元数据管理等功能
，
在
0MM
上可以对系
统进行配置
、
发布
、
监控和运维管理
。
GoldenDB
的
8
个关键创新点
中兴通讯研制的
GoldenDB
分布式数据库产品
，
创新地
基于全局事务
ID
技术实现了强一致性分布式事务处理能力
，
通过高并发
、
低时延的事务处理和数据复制解决方案
，
攻
克了数据库的两地三中心高可靠容灾
、
在线数据重分布与
不停机扩容等多项关键技术难点
，
满足各行业对数据库平
台安全
、
可靠
、
高扩展
、
高可用
、
易维护的要求
。
关键创
新点包括
：
1
.
实现了强一致的分布式事务
，
通过已提交事务回滚
、
分布式隔离级别等关键技术
，
保证数据的过程一致性和最
终一致性
；
2
.
高度兼容
MySQL
通信协议
、
语法及客户端
，
数据查
询语句及数据存储结构都完全兼容
MySQL,
确保对
MySQL
数
据库平滑迁移
，
同时兼备
MySQL
经长期实践验证的可靠性
。
3.
GoldenDB
采用无状态化
SQL
集群加存储节点的高可
用分布式架构
，
每个存储节点内采用一主多从的架构设计
，
数据多副本存储
，
支持在线重分布
，
可自动实现故障秒级
切换
，
允许业务不停机进行扩容
，
线性扩展
。
支持各种跨
数据中心部署方案
，
全面保障服务高可用
，
能做到
RPO
为
0,
RT0
小于
30s,
远高于银保监会标准要求
。
4
.
在存储节点之间
，
通过中兴自研快同步日志复制机
制保障数据写入的高性能和数据强一致性
；
支持多样的备
份恢复策略
，
并保证恢复后的数据全局一致性
；
5
.
智能易用轻运维
：
GoldenDB
支持自动部署
，
多种分
片模式
、
平滑扩容及自动运维
，
扩容与故障切换时业务零
中断
，
无需人工干预
；
GoldenDB
具备云服务所有的弹性
、
敏捷
、
按需和轻运维的特性
。
6
.
自主可控
：
基于
X86
服务器
，
以及中兴通讯自主开
发的金融级分布式数据库
GoldenDBo
7.
成本低廉
：
分布式的单账户成本可以降一个数量级
，
运营成本实际上是创新成本的奖励
，
推动了银行创新业务
的加速发展
。
&完整的生态
，
如备份迁移工具
，
优化分析报告
、
监
控与自动化管理等
多年以来
，
中兴通讯一直致力于实现分布式数据库的
自主可控
。
为了满足电信
、
金融
、
政务等业务场景需要
，
中
兴通讯历经十几年的自主研发打造了中兴通讯分布式数据库
产品
GoldenDB,
其采用分布式集群架构
，
这种集群架构具有
较高的灵活性
，
也大大简化了各个节点之间的通信机制及其
对于硬件的需求
。
基于这种灵活的架构
，
可以轻松实现同城
双活
、
两地三中心
、
多地多中心等高可用方案
。
住
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