金融行業(yè)，尤其是銀行業(yè)是對數據庫依賴度極高、又對數據庫要求最為嚴苛的行業(yè)。隨著互聯網及移動互聯網技術的興起，網上銀行、手機銀行、電子支付等新業(yè)態(tài)出現，高并發(fā)、海量數據、超高峰值等挑戰(zhàn)接踵而至，導致數據資源存儲、計算和應用等需求大幅提升。以往銀行業(yè)務架構采用的大/小型機+集中式數據庫的方案，已經難以滿足對業(yè)務穩(wěn)定性與連續(xù)性的要求。而分布式數據庫可以滿足金融行業(yè)高可靠、高性能、低成本、平滑擴展等需求，逐漸成為了金融行業(yè)打造核心競爭力的重要手段之一。

為了滿足金融行業(yè)高擴展、高并發(fā)、高性能、高安全性等挑戰(zhàn)，華為云推出了主打金融政企核心業(yè)務負載的分布式數據庫旗艦產品——GaussDB，這是華為深度融合多年數據庫領域經驗，充分結合企業(yè)級場景需求，基于openGauss自研生態(tài)推出的企業(yè)級分布式關系型數據庫。是什么樣的特性使得GaussDB 俘獲了眾多金融行業(yè)用戶的心呢？這要從其關鍵技術說起。

首先是分布式執(zhí)行框架。業(yè)務應用下發(fā)SQL給Coordinator，SQL可以包含對數據的增（insert）、刪（delete/drop）、改（update）、查（select）。Coordinator利用數據庫的優(yōu)化器生成執(zhí)行計劃，每個DN（Data Node）會按照執(zhí)行計劃的要求去處理數據。

GaussDB 分布式執(zhí)行框架示意圖

因為數據是通過一致性Hash技術均勻分布在每個節(jié)點，因此DN在處理數據的過程中，可能需要從其他DN獲取數據，GaussDB提供了三種stream流（廣播流、聚合流和重分布流）來降低數據在DN節(jié)點間的流動。DN將結果集返回給Coodinator進行匯總。Coordinator將匯總后的結果返回給業(yè)務應用，從而提升復雜SQL查詢的性能。

第二是GTM-Lite技術。GTM-Lite可以在保證事務全局強一致的同時，提供高性能的事務處理能力，避免了單GTM的性能瓶頸。這里的高性能事務管理指的是無鎖、多版本、高并發(fā)事務技術。而且分布式的GTM-Lite方案提供全局事務快照和提交管理，實現強一致性，且無中心節(jié)點性能瓶頸。

第三個關鍵技術是基于NUMA-Aware實現高性能事務處理。結合鯤鵬多核CPU架構優(yōu)勢，通過進行NUMA綁核、對全局數據結構進行NUMA分區(qū)改造，減少跨核處理和核間沖突，提升業(yè)務并行處理能力；充分利用鯤鵬原生Atomic_LSE指令，實現NUMA-Aware自旋鎖，大幅降低指令數，有效提升指令效率，性能更強。

GaussDB NUMA-Aware技術架構示意圖

第四個關鍵技術是集群HA，多層級冗余實現系統(tǒng)無單點故障。GaussDB通過硬件冗余、實例冗余、數據冗余，實現整個系統(tǒng)無單點故障，高可用。其中硬件高可用包括存儲磁盤RAID冗余、網絡雙交換機冗余、多網卡冗余、主機UPS電源保護。軟件高可用則包括協(xié)調節(jié)點CN實例多活冗余、數據節(jié)點/全局事務管理/ 集群管理器實例Active-Standby冗余。除此之外，GaussDB還通過全量+增量備份，打造閃回和PITR等企業(yè)級能力，實現數據按需回退、任意時間點的數據恢復，最終進一步保障數據庫的高可用。

第五個關鍵技術是跨AZ/Region容災技術帶來的高可用。首先是集群內高可用，實現了數據不丟失和業(yè)務秒級中斷。同城跨AZ容災，數據不丟失，實現了分鐘級恢復。

除了同城跨AZ， GaussDB還推出了同城雙集群高可用方案，提供金融級高可用服務，支持RPO=0 、RTO<60s的同城雙集群切換，主集群在出現故障的情況下，備集群還具備繼續(xù)提供服務的能力，盡最大可能保障企業(yè)用戶的核心業(yè)務7x24小時無中斷。

第六個關鍵技術是Scale-out在線橫向擴展帶來高擴展。GaussDB支持單集群1000+節(jié)點，節(jié)點擴展下能夠獲得卓越的性能線性比，同時節(jié)點擴容能夠做到完全在線，對客戶透明。節(jié)點擴容完成后DN數據自動重分布，CN自動完成負載均衡。

GaussDB Scale-out橫向擴展示意圖

第七個關鍵技術是一站式遷移解決方案。GaussDB基于數據庫和應用遷移（UGO）和數據復制服務（DRS），從遷移評估、結構遷移、應用遷移、全量+增量數據遷移、數據一致性動態(tài)校驗、流量回放等方面提供了一站式遷移上云方案，讓客戶上云更輕松、更高效。

華為云分布式數據庫GaussDB深度結合了華為在數據庫領域多年來的技術積累和實踐經驗，能滿足客戶高安全、高可靠、高性能、高擴展、智能化全方位需求，為金融機構提供功能全?、穩(wěn)定可靠、擴展性強以及性能優(yōu)越的企業(yè)級數據庫服務。未來，GaussDB也將繼續(xù)發(fā)揮“技術強、更可靠、資源多、創(chuàng)新快”的技術和服務優(yōu)勢，助力金融機構安心上云，實現金融行業(yè)高效數字化轉型！

審核編輯黃宇