GaussDB(openGauss)的關(guān)鍵特性、成功案例

GaussDB(openGauss)是深度融合華為在數(shù)據(jù)庫領域多年的經(jīng)驗，結(jié)合企業(yè)級場景需求，推出的新一代企業(yè)級分布式數(shù)據(jù)庫，支持集中式和分布式兩種部署形態(tài)。它面向金融互聯(lián)網(wǎng)交易和政企OA/辦公場景，具有安全可靠、超高性能、簡單易用等優(yōu)勢。

華為云數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品部高級產(chǎn)品經(jīng)理沈志鵬在1024程序員狂歡節(jié)的直播間，更為深入地介紹了GaussDB(openGauss)的關(guān)鍵特性、成功案例。

分布式or集中式，總有一個適合你

GaussDB(openGauss)定位為企業(yè)級云分布式數(shù)據(jù)庫，架構(gòu)上著重構(gòu)筑傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的企業(yè)級能力和互聯(lián)網(wǎng)分布式數(shù)據(jù)庫的高擴展和高可用能力。

對比傳統(tǒng)形態(tài)，GaussDB(openGauss)能夠獲得：

高性能：支持分布式事務強一致性，同時32節(jié)點下能夠達到1200萬tpmC的性能實測指標；

高可用：支持同城跨AZ多活容災，兩地三中心金融級部署場景；

高拓展：當前支持最大256節(jié)點的在線擴容，同時保障客戶擁有卓越的性能線性增長，打破傳統(tǒng)DIY架構(gòu)的性能天花板；

易運維：高度支持HTAP混合負載場景，極大的減少了業(yè)務改造成本，同時基于云平臺獲在線監(jiān)控，運維，升級等便利的能力。

GaussDB(openGauss)在華為云上擁有兩種部署形態(tài)：集中式和分布式，分別面向企業(yè)核心交易和未來海量事務型場景，打造差異化競爭力。

集中式部署

集中式部署又包括單機和主備兩種類型。 以主備為例，支持1+2（最大保護）主備，基于數(shù)據(jù)庫日志復制的熱備，在單機性能可滿足需求的情況下，提供高可用。 其中，1+1（最大可用）指的是，數(shù)據(jù)會同步寫往備機。但如果出現(xiàn)網(wǎng)絡等影響，無法完成同步操作，會轉(zhuǎn)為異步。后續(xù)網(wǎng)絡恢復，會自動追上。在數(shù)據(jù)不同步期間，切換會有數(shù)據(jù)丟失。 1+2（最大保護）則意味著數(shù)據(jù)會同步寫往備機，且要求必須有一個確認，才向客戶端返回?？煽啃愿摺? 集中式版本擁有開源生態(tài)，用戶可以通過開源網(wǎng)站直接下載，作為國內(nèi)唯一開源數(shù)據(jù)庫，也是華為開源、開放、不LOCKIN單一廠商的最佳證明。

分布式部署

分布式部署方面，數(shù)據(jù)按shard劃分，讀寫負載準線性擴展，滿足大規(guī)模業(yè)務量場景，支持兩地三中心高可用部署。另外，分布式版本承載華為云自研分布式組件體系，是傳統(tǒng)企業(yè)擁抱互聯(lián)網(wǎng)，面向未來海量事務型場景挑戰(zhàn)的有力保障。 下面是分布式架構(gòu)中的一些關(guān)鍵角色：

分布式架構(gòu)又可以分為獨立部署&混合部署。混合部署方案適合通用客戶，其方案包括： 1、各角色3副本，數(shù)據(jù)3副本部署； 2、各角色進程合一部署，對外只體現(xiàn)數(shù)據(jù)庫節(jié)點；

這樣部署的優(yōu)勢是組網(wǎng)簡潔明了，交付界面高效；起點配置要求低，適配場景比較通用；和未來的技術(shù)演進方向匹配。

另一個獨立部署方案適合高端客戶，它的方案包括： 1、各角色3副本，數(shù)據(jù)3副本部署； 2、關(guān)鍵角色進程分開部署，對外體現(xiàn)CMS、GTM、CN、DN主、DN備。

獨立部署方案下，用戶可以根據(jù)業(yè)務負載確定CN和DN的最佳比例，達成最高效的組網(wǎng)。

GaussDB(openGauss)分布式關(guān)鍵特性

關(guān)鍵技術(shù)一：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(shù)據(jù)的增（insert）、刪（delete/drop）、改（update）、查（select）。Coordinator利用數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化器生成執(zhí)行計劃，每個DN會按照執(zhí)行計劃的要求去處理數(shù)據(jù)。

因為數(shù)據(jù)是通過一致性Hash技術(shù)均勻分布在每個節(jié)點，因此DN在處理數(shù)據(jù)的過程中，可能需要從其他DN獲取數(shù)據(jù)，GaussDB 提供了三種stream流（廣播流、聚合流和重分布流）來降低數(shù)據(jù)在DN節(jié)點間的流動。

DN將結(jié)果集返回給Coordinate進行匯總。Coordinator將匯總后的結(jié)果返回給業(yè)務應用。

關(guān)鍵技術(shù)二：GTM-Lite技術(shù)

GTM-Lite技術(shù)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(shù)。

而且分布式的GTM-Lite方案提供全局事務快照和提交號管理，實現(xiàn)強一致性，且無中心節(jié)點性能瓶頸。

關(guān)鍵技術(shù)三：基于NUMA-Aware實現(xiàn)高性能事務處理

基于鯤鵬CPU的NUMA-Aware數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，性能更強。

關(guān)鍵技術(shù)四：集群HA，多層級冗余實現(xiàn)系統(tǒng)無單點故障

GaussDB(openGauss)通過硬件冗余、實例冗余、數(shù)據(jù)冗余，實現(xiàn)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(wǎng)絡雙交換機冗余、多網(wǎng)卡冗余、主機UPS電源保護。軟件高可用則包括協(xié)調(diào)節(jié)點CN實例多活冗余、數(shù)據(jù)節(jié)點/全局事務管理/ 集群管理器實例Active-Standby冗余。

除此之外，還支持軟硬件故障檢測，最終進一步保障數(shù)據(jù)庫的高可用。

關(guān)鍵技術(shù)五：跨AZ/Region容災技術(shù)帶來高可用

集群內(nèi)HA，數(shù)據(jù)不丟失，業(yè)務秒級中斷；同城跨AZ容災，數(shù)據(jù)不丟失，分鐘級恢復，以及兩地三中心部署。 除了同城跨AZ和兩地三中心，GaussDB(openGauss)還在探索異地多活，其主要特征有：

支持多中心統(tǒng)一查詢及全局一致讀，整體資源利用率高；

靈活的高可用方案：通過配置多副本，可以實現(xiàn)DC，AZ，Region級高可用容災策略；

負載分擔及故障無縫切換；

支持平滑在線擴容。

關(guān)鍵技術(shù)六：Scale-out在線橫向擴展帶來高擴展

GaussDB(openGauss)支持但集群最大256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(shù)據(jù)自動重分布，CN自動完成負載均衡。

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