新一代金融级交易型分布式数据库GoldenDB
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IT Corridor
金融行业应用现状
随着互联网的发展，银行交易量呈现爆发式增长的
趋势，对已有数据库系统的性能提出了新的挑战 ；同时，
银监会对业务连续性的要求也对系统可靠性提出了更高
的要求。在这些挑战下，现有数据库暴露出两大主要缺陷。
一是可扩展能力受限。传统单机数据库以纵向扩展
为主，且和硬件紧耦合。部分支持共享存储条件下横向
扩展的数据库（如 ORACLE RAC）实际扩展能力局限性较
大，无法真正满足扩展性需求。
二是事务支持有限。MPP 数据库、开源数据库，虽
然在横向扩展上比传统单机数据库有优势，但是在事务
上支持有限。
由此，银行业急需一种既能保证事务强一致性，又
能灵活应对系统扩展需求的新型数据库。
分布式数据库的概念
相比传统单机数据库，分布式数据库最大的特点是
物理分散部署、逻辑统一管理。
分布式数据库相对传统单机数据库，具备如下优点。
并行处理架构 ：分布式数据库集群包含多个节点，
每个节点提供独立的计算或存储能力，同时节点之间通
过通信交互实现统一管理。各节点
并行有序地执行业务请求，满足高
并发低时延的场景需求。
线性可扩展 ：正是因为分布式
的架构特点，集群支持灵活扩展，
通过动态增加节点即可满足处理能
力扩容的需求。
系统高可用 ：分布式数据库中
的数据以多副本方式分布在多个节
点上，保证数据的冗余度。当少数
节点发生宕机时，并不会影响数据
的正常读取，保证系统高可用。
建设低成本 ：相比大机和小机等传统单机数据库，
分布式数据库底层硬件采用 X86 服务器，在成本上有了
大幅的降低，具备更高的性价比。
GoldenDB 分布式数据库方案
面对银行业的建设现状和挑战，中兴通讯通过多年
的积累，研发了分布式数据库产品 GoldenDB。基于数据
库中间件提供无共享的数据库服务，通过增加数据库节
点、计算节点实现数据库能力的横向扩展，系统架构如
图 1 所示。
中兴通讯 GoldenDB 分布式数据库由客户端接入层、
前置中间件集群、数据库集群、管理服务模块组成。各
个节点无需共享任何资源，作为独立自治的节点，之间
通过高速互联的网络通讯，最终完成对应用数据请求的
快速处理和响应。
1. 客户端接入层。客户端接入层以集成的方式嵌入
到具体应用中，和应用部署共同部署。支持通用数据库
标准协议，并能提供 JDBC、ODBC 等常见开发语言所使
用的接口驱动，包括 C、C++、Java、Python、PHP 等。
2. 前置中间件集群。前置中间件集群层是分布式数
文‖中兴通讯 夏铭伟 付裕
新一代金融级交易型分布式数据库 GoldenDB
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Jan.2019
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据库的核心层，由无状态的计算节点（DBProxy）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，从而完成业务的最终操作请求。
业务可以根据可靠性、可用性、性能等因素的实际需求，
对计算节点进行合理的规划和划分。
3. 数据库集群。数据库集群是业务数据的实际存储
单元。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（DBGroup）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、列表策略等。
4. 管理服务模块。管理服务模块在系统中负责集群
管理流程，为保证可靠性，一般采用主备方式部署。管
理节点按照功能分工，分为如下几个子模块。
统一运维管理 OMM。OMM 是系统的统一操作维护入
口，用户可以在 OMM 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。
元数据管理器 MetaDataServer。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。
计算节点集群管理 ProxyManager。负责管理计算节
点集群，包括 ：计算节点集群的组建管理，包括计算节
点的创建、启用、禁用和删除 ；集群服务应用管理，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。
数据节点集群管理 ClusterManager。数据节点集群管
理包括 ：数据节点集群的组建管理，包括数据节点、安全
组、数据节点集群的创建、变更和删除；集群的任务管理，
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。
5. 全局事务管理节点。作为事务管理的核心模块，
mo 全局事务管理器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，采
用双活方式部署。系统采用全局事务 ID 对分布式事务
进行控制，其核心思想是全局事务控制和标签数据，总
体在流程交互上为一阶段提交 + 补偿事务的方式，如果
事务在提交阶段有部分节点提交失败，将采取回滚已成
功提交的事务。与前文提到的阶段提交相比，本方案在
大部分情况下减少了与数据节点的交互次数，降低了锁
冲突概率，提升了事务处理效率，使得系统在获得事务
强一致性的同时还能具备较高的性能。
GoldenDB 分布式数据库优势
针对银行的 OLTP 场景，分布式数据库为业务带来
单机数据库无法提供的数据可扩展性、性能可扩展性，
提供高可用、高可靠、可扩展的分布式数据库平台，支
持金融行业的业务发展。
1. 提供数据库统一基础服务，实现各系统的扁平化。
通过分布式数据库解决方案，可对所有需要关系型数据
库的业务系统提供统一的数据库服务，实现数据的集中
存放、统一管理和数据能力开放平台解决方案，为客户
提供了可扁平化的基础数据处理平台。
2. 强一致性分布式事务。具备完善的分布式事务处
理机制，可保证读写及数据恢复的强一致。
3.SQl 兼容性。完全兼容 SQL92、SQL99、SQL2003
标准 ；同时具备完善的分布式 SQL 优化控制 ：内置大量
的优化规则，对上百个场景进行优化，复杂 SQL 语句兼
容性和处理性能好，同时支持 Prepare 预编译、执行计
划缓存、数据集透传等功能，在保证数据一致性条件下
实现高性能 SQL 处理。
4. 低成本。基于 X86 服务器去中心化集群架构，成
本低。
5. 可扩展性。GoldenDB 软件架构分层设计，计算
节点、数据节点均可横向线性扩展，满足性能及容量的
无限扩展需求。
6. 高可靠性。整个集群无单点故障，数据多副本，
具备完善的数据备份恢复机制，支持双活数据中心，支
持异地灾备。
7. 智能高效的运维。分布式数据库提供统一的管理
门户和高效的运维工具，实现高效、智能、可视化运维管理。
基于架构及特点，中兴通讯 GoldenDB 分布式数据
库作为金融级交易型分布式数据库，实现分布式事务处
理创新，促进银行新一代 IT 架构转型，有效支撑 Fin-
tech 演进。
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