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GoldenDB国产数据库:以高水平科技创新,保障行业高质量发展

  【IT168评论】GoldenDB肩负振兴国家基础软件数据库,保障国家重点行业关键领域科技安全的责任和使命,以高水平科技自研,赋能重点行业客户核心关键业务分布式改造,助力行业高质量发展,已成为金融、运营商核心业务系统市场排名第 一的国产数据库。

  在第15届中国数据库技术大会(DTCC2024)大会上,金篆信科有限责任公司副总经理秦延涛,根据自己和团队在金篆信科的技术实践经历,发表了题为《GoldenDB国产数据库:以高水平科技创新,保障行业高质量发展》的演讲,介绍GoldenDB的分布式架构、核心能力以及应用案例。

  ▲金篆信科有限责任公司副总经理 秦延涛

  嘉宾介绍:秦延涛先生,金篆信科有限责任公司副总经理,负责GoldenDB数据库的规划及经营管理工作。秦延涛先生毕业于浙江大学计算机科学与工程专业,2001年加入中兴通讯股份有限公司,长期从事云计算领域产品和技术研究,尤其在云数据中心、数据库等产品建树颇多,秦延涛先生及团队累计获得数十件国家专利授权,其主导研发的产品曾先后荣获多项省部级奖项荣誉。

  本文由ITPUB整理,经秦延涛老师授权发布。以下为演讲实录。

  肩负国家责任和使命:服务国家基础软件自主创新战略

  作为新一代信息技术自主创新的三大核心能力之一,数据库承载着业务数据的存储、检索及计算,在应用系统架构中起着关键的承上启下作用,业务系统通过访问数据库对外提供各种服务。

  在国内的关键行业和重要场景中,我们面临着一些特定的现状和挑战。比如,硬件变化较大,尤其是关键行业从计算能力很强的专用硬件,向通用PC服务器转变的课题。这既是传统专用服务器生态的原因,也是开放环境技术发展较快的结果。

  在这个过程中,从数据库角度也面临几大挑战:

  从技术维度来看,分布式数据库面临的主要挑战包括单体硬件性能相对较弱、通用硬件可靠性较低等问题。如何在较低、简易的环境下,确保大型行业应用的稳定运行,成为一个重要的课题。

  我们深知,国内的市场环境与国外不同,经济活跃度高、系统规模庞大,这对数据库提出了更高的要求。

  结合现状,我们可以看到在国内数据库投资或应用层面,金融和运营商排在前列。从经营维度来看,GoldenDB聚焦于头部的行业场景,如金融和运营商,并且正在向其他领域发展。

  基于行业现状向下发展,确保产品能够很好地兼容原有系统,实现从传统架构向分布式架构的平滑过渡,避免对业务改造和生产运营造成冲击。

  回顾GoldenDB的发展历程,自2002年中兴通讯启动数据库研发,至今已有20多年。2014年,我们迎来了一个重要的转折点——与中信银行合作的数据库项目。

  经过五年的精心筹备与不懈努力,2019年,我们成功助力中信银行完成了信用卡核心系统向分布式架构的迁移,此举标志着,中信银行成为国内首家完成核心业务分布式架构转型的大型银行。

  在2019~2020年,面对数据库信创转型时,GoldenDB在行业内快速拓展,尤其是在金融、运营商等行业里做了大量的分布式改造应用实践。现在,GoldenDB以金融和运营商行业为根据地,向更多的领域去拓展。

  上图是第三方机构的数据,分别是IDC、沙利文的调研结果,以及GoldenDB在运营商投标中标的情况。在金融和运营商领域,GoldenDB在分布式改造方面取得了显著进展,对此我们深感荣幸。同时,我们也要感谢监管单位和客户对我们的帮助和支持。

  在核心业务改造层面,我们相较于竞争对手有着更多的实践经验和成功案例。这些实践经验让我们信心倍增,相信我们能够在规定的时间内完成信创任务或分布式改造任务。

  金篆信科最初是中兴通讯完全控股的一家企业,但经过这几年的不懈努力,我们已经成功服务了许多重要客户,并获得了广泛的认可。2024年中移资本、信银投资、建信投资、中银资产四大重量级投资机构联手,完成对金篆信科的战略投资。这标志着,金篆信科在独立发展的道路上迈出了坚实的一步。

  高水平自研科技创新:助力客户核心关键业务成功改造

  在实践过程中,以下六个技术能力构成了GoldenDB实践中的核心要点。

  具体而言,首要关注的是“强一致性”,即数据库能够提供分布式事务ACID属性,以确保事务处理的一致性。这一目标的核心在于,我们所服务的客户往往拥有几十年历史的既有系统,而非新建系统。

  因此,在从原有系统向分布式架构转型的过程中,数据库的一致性能力至关重要,它能让我们的应用如同在逻辑上的单一数据库环境中一样,无缝地使用分布式系统。若忽视这一点,将导致业务层面面临大量的重构与改造工作,进而显著增加工作量与时间成本。

  我们并非否定行业内其他思路,而是强调不同方法间的成本与效果差异,这在全行业的推进过程中显得尤为重要。令人欣慰的是,业界同仁普遍认同这一点,并纷纷宣称其产品具备实现一致性的能力。

  此外,“高性能”也是不可忽视的关键因素。鉴于我们当前服务的主要对象为大型客户及复杂场景,对性能的要求自然极为严苛,高性能的持续优化仍是必要的。

  “高可靠性”同样重要。硬件变化引发的体系变更、监管及客户对于连续性的严格要求,均要求我们通过先进的技术与实践来稳固支撑。

  “高兼容性”则是我们继承并优化既有系统的重要方向。为降低替换原有数据库的成本,新数据库的兼容能力至关重要。同时,鉴于国内IT系统的复杂性,尤其是大型机构如银行内部数百个应用系统的存在,手工替换显然不切实际。因此,构建完善的工具体系与方法论,以支持高效迁移,成为我们快速发展的重要保障。

  “云原生”方面,我们受益于与中国移动等关键客户的合作,共同推出了公有云分布式数据库产品,并已成功上线。同时,我们也关注到私有云环境下的大型IT系统对云技术的需求,以提升效率、节约资源。因此,我们致力于提升产品与客户的紧密性,以匹配这一需求。

  “易运维”作为保障系统稳定运行的关键环节,其重要性不言而喻。尽管分布式架构在灵活性与资源利用率上具备优势,但也为运维团队带来了前所未有的挑战。面对PC服务器较高的故障率,以及分布式架构下更为复杂的运维环境,我们要求产品必须具备强大的运维能力,包括监控、告警及系统平稳运行的支撑等。

  综上所述,“强一致、高性能、高可靠、高兼容、云原生、易运维”这六个方面构成了GoldenDB在信创与分布式改造过程中的核心关注点。它们不仅是我们推进工作的基础要素,更是确保项目成功的关键所在。

  需强调的是,业界为实现一致性,如TCC模型等多样技术已颇为成熟。然而,在分布式数据库的语境下,直接套用此类模式或面临效率瓶颈,进而可能影响系统的可扩展性。

  值得注意的是,部分产品在保证一致性的同时,在大规模集群环境下却未能实现性能随机器增加而提升,这反映了在技术实现层面尚存优化空间。对此,建议深入考察各产品的实际表现特征。

  关于高性能,TPCC模型可以证明一个产品的能力。因此,GoldenDB提供了基于客户真实业务环境(如银行核心业务、证券交易等)的实测数据,以验证在保障一致性的前提下,分布式数据库系统是否能够有效实现大规模水平扩展。

  高可靠性方面,金融及其他关键行业普遍采用两地三中心架构,以确保系统在面对单点或单机房故障时仍能持续运行,且数据不丢失。具体而言,同城机房间需实现RPO=0的数据保护,跨城则需具备灾难恢复能力。

  近期,行业监管机构对头部用户的抽查结果显示,采用GoldenDB等分布式数据库技术的客户,均能在极短时间内(如10秒内)完成跨城切换,保障业务连续性。

  语法兼容性是加速业务改造、降低迁移成本的关键。具备高度Oracle兼容性的数据库产品,往往意味着厂商在技术研发上的深厚投入。实现语法兼容性,需从计算层到数据节点,从解析器到优化器,乃至数据类型等多方面进行全面优化。

  为了提升迁移效率,GoldenDB提供一系列方法论和工具支持,确保在业务不中断的前提下完成数据迁移,并通过回流机制保障新系统稳定运行。此外,评估工具在迁移过程中亦发挥重要作用,帮助分析原有系统对象、制定迁移方案,并优化分布式环境下的数据模型。

  云原生技术为GoldenDB分布式数据库带来了自动化、集约化和能力建设三大能力。自动化能力提升了系统部署和配置的效率;集约化则有助于更好地复用硬件资源,减少浪费;而能力建设则通过统一的监控、运维和支撑业务发展,强化了数据库团队的组织能力和技术沉淀。

  在金融行业中,头部用户科技单位已提出“1、5、10”目标,即1分钟发现问题,5分钟分析完,10分钟恢复业务。这要求数据库系统具备高效的故障检测和恢复机制,以及强大的实时监控和预警能力。

  保障行业高质量发展:GoldenDB 核心案例商用领先

  GoldenDB是业界唯一一家实现全面覆盖国有大行、股份制行、运营商等核心业务交易系统数据库替代的国产品牌。

  2020年,我们参与构建并实施的国内首个股份制行核心业务分布式改造——中信银行账务核心系统。该行已全面放弃原有的体系,转而在其新部署的分布式架构上实现了长期稳定的运行。

  中信银行与我们历经五年的紧密协作与共同打磨,完成了首个大型银行核心业务分布式改造案例,打破了国外数据库在银行不可替代的神话。

  尤为幸运的是,在行业内同期推进类似项目的众多尝试中,中信银行不仅积极参与,更将重要系统付诸实践,从外围系统逐步深入到核心系统。自2019年以来,中信银行核心系统始终稳定运行,未发生任何生产故障,可靠性超过99.9999%,这一事实足以彰显其成功。

  在证券行业,国泰君安作为核心系统改造的先驱,已于2021年至2022年间顺利完成改造并投入运营。

  国泰君安作为首个完成核心系统改造的券商客户,其项目采用全信创架构实施,并取得了显著成效。我们针对券商行业特有的复杂查询场景与批量处理需求,运用了先进的数据库技术与实践方案,有效提升了系统的整体运行效率。

  此外,广发银行也已经完成了双核心系统的改造工作,包括账务核心与信用卡核心系统,并在系统设计与建设过程中充分借鉴了中心化拆分思路,通过GoldenDB分布式事务能力的应用,显著提升了系统效率与稳定性。

  国有大型银行如建设银行,也已实现了其个人业务、对公业务及海外业务核心系统的分布式架构改造。工商银行同样在这一转型过程中取得了显著成就。

  建设银行作为我们的重要客户,其分布式改造项目启动较早,吸引了众多同业厂商的积极参与,形成了充分竞争与赛马的良好态势。在建行项目中,GoldenDB不仅成功支撑了建行的对私、对公及海外业务核心系统,还助力其实现了多个重要系统的分布式升级。

  工商银行则在业务系统中心化拆分与微服务化实现方面展现出卓越的能力。其对公核心系统分布式改造由GoldenDB承接完成。工行通过自主开发的框架实现了跨单元的分布式事务调度,这一技术突破对于提升系统整体性能与稳定性具有重要意义。

  此外,我们还与工行共同打磨了运维支撑体系,以支撑其“1、5、10”目标(即系统恢复时间目标)的实现。目前该系统已正式上线运行,并在跨中心切换、关键基础设施迁移等方面展现出良好的稳定性与保障效果。

  在四大国有银行中,超过半数的用户采用了GoldenDB分布式数据库;而在股份制银行领域,GoldenDB的市场份额处在绝 对领先位置,且在核心业务领域持续深耕。

  在运营商领域,自2021年起,我们与中国移动展开了深度合作,项目覆盖其全网客户中心系统,规模庞大。疫情期间,公众所熟知的健康码服务背后的数据,正是源自该套系统的高效支撑。

  中国移动正全面推进其省公司及集团层面的分布式改造工作,覆盖CRM&BOSS、客户中心、物联网等多个大型系统。

  目前,浙江移动与山东移动等省份已成为我们合作的典范项目,其中浙江移动在分布式架构下的计费、CRM等核心系统改造方面取得了显著进展;而山东移动则通过我们的技术支持在不影响业务连续性的前提下顺利完成了Oracle系统的替换工作。

  此外,我们还积极拓展交通、能源、政务等其他行业领域的分布式改造项目。例如,天津港等大型港口集团已顺利完成其核心系统的分布式改造工作并即将投产上线,标志着我们在交通行业核心系统改造方面的又一重要突破。

  全面构建产业新生态:携手共绘行业转型升级崭新蓝图

  在推进分布式架构改造的过程中,我们始终坚持两大阵地:一是隶属于工业和信息化部信息技术应用创新工作委员会下的分布式技术专业委员会,另一则是中国人民银行引领下的北京金融科技产业联盟内分布式技术专业委员会。

  我们秉持开放学习的态度,一方面积极向客户及业界同仁汲取经验,另一方面则将实践探索中的宝贵成果,以白皮书、研究项目、标准规范等形式,加以提炼与呈现,旨在携手用户与同行,共同推动分布式技术的繁荣与发展。

  关于培训体系的建设,我们借鉴了业界的先进模式,面向数据库日常管理、运维人员和应用开发人员,设立GoldenDB三级认证体系,至今已有超过上万名学员获得相应证书,这一举措对于人才培养与技能提升具有重要意义。

  尤为关键的是,在当前我们深耕的关键行业中实施分布式改造时,构建完善的服务与支持体系显得尤为迫切。这一过程涵盖了从方案设计到后续服务保障,乃至长期运行维护的每一个环节,均需数据库厂商深度参与。

  鉴于分布式数据库难以达到传统单机数据库那般高度的标准化,数据模型的管理控制、技术工艺的传承等均需依托健全的服务体系加以支撑。特别是在确保系统长期稳定运行方面,我们的服务团队或合作厂商需具备相应的体制与机制,以超越单纯版本交付的层面,实现与合作伙伴及客户之间的紧密协作,共同达成既定目标与标准,避免因各自为政而导致的成效打折。

  在生态链的上下游,我们已奠定了坚实的基础,无论是CPU、服务器、操作系统等硬件基础设施,还是全信创解决方案的实践,均展现出了良好的兼容性与可行性。

  在应用层面,随着行业版图的不断拓展,众多参与者正积极投身于相关工作的推进中,同时,我们也借助合作伙伴的力量,在技术支持、工具提供及服务优化等方面携手并进,共同推动整个生态的繁荣与发展。

  最后,秦延涛强调,GoldenDB愿勇担责任、持续创新,以高水平科技创新,保障行业高质量发展。

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