大数据、云计算、物联网等新一代信息技术蓬勃发展,网上银行、电子商务、在线支付等新应用层出不穷。数据库软件作为信息技术的大脑,担负大量信息处理、存储和传递的重任,面对海量数据和高并发的多重考验,特别在金融、电信、通信等重要行业,单个数据库管理系统已经很难支撑系统24小时连续不间断稳定运行。
面对新形势下的新挑战,基于磁盘共享方式的集群技术应运而生,能够提供24小时连续服务,保证系统不间断、稳定运行,在关系国计民生的重要领域,这项技术的重要作用日益凸显,受到业界的广泛关注。
数据库集群技术是指多台普通的数据库服务器通过高速网络进行连接,成为一个统一的数据库系统,共同为应用程序提供服务。而实现系统高可用性、高可靠性和稳定性的前提,如何高效实现各节点之间信息的互联互通,快速采集单个节点的状态信息,准确检测系统故障,及时准确实现故障迁移,是数据库集群技术实现的主要难点和挑战。
正因为如此,数据库集群技术被业界公认为是数据库领域“制高点”,有着商业数据库技术皇冠的“美誉”。目前,这项数据库领域的顶尖技术,全球只有极少数科技巨头掌握了其中的关键核心技术。
十四个五年规划和二〇三五年远景目标建议中提出,坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。
在2020达梦创新产品发布会上,武汉达梦数据库股份有限公司在国产数据库领域首次推出数据共享集群。会上,达梦公司总经理皮宇讲到“国产创新在数据库领域的重点和难点就是要如何实现数据共享集群的核心技术自主,今天很荣幸的告诉大家,达梦公司在国家和各级政府的大力支持下,达梦人历经数载的研发和攻关终于掌握了这项关键技术,能够与国外的数据库产品同台竞技。”
目前,达梦数据共享集群,在性能上基本与国外产品持平。集群规模,已经突破到了8个节点,而此前只支持2个节点。故障切换时间可以控制在10秒到30秒,并发性能TPC-C值突破了300万,是目前单机国产数据库系统性能的5到6倍。达梦数据共享集群能够为用户提供一套高可用、高性能的最佳解决方案,其优异的性能获得用户的高度评价,并先后在电力、运营商、金融、公安、电子政务、能源等重要行业成功应用。“达梦数据共享集群关键技术的突破也不是一蹴而就,早在2008年,国家电网提出数据共享存储集群的相关需求,我们就开始重点考虑、着手准备了。”新品发布会上,达梦公司副总经理冯源讲到,“在过去几年里,达梦在数据共享集群的多个方面做了持续改进、不断优化。”
一是规模。诚然,国外的共享集群在实际应用当中绝大多数都是两个节点打天下,四个节点用的都不是特别多,但一款商品要想在市场上被广泛接受,就必须有应对所有场景的能力。目前,达梦数据共享集群做到了从两个节点到八个节点规模的支持,并且通过了第三方机构的测试,后续还会继续向16个节点的规模去做演进。
二是服务中断的时间问题。对于关键核心的业务用户非常关注,如果以5个9的指标来考量,每年发生一次故障,数据库可以用于故障处理的时间是5分钟,如果故障发生频率提高每个月一次,留给数据库的时间就是25秒。也就是换句话说,以5个9为目标,共享存储集群如果能够做到每次故障切换时间控制在25秒以内,就能够承受每月发生一次系统故障。为了达到这个目标,达梦通过理论分析,确定了共享存储集群架构在故障切换时间方面的理论性优势,通过持续优化,将故障切换时间从以前的冷备方案的小时级,改进优化到共享集群的10秒到30秒的速度,基本上完成了5个9的技术要求。
三是数据容灾。达梦可以向用户提供从50公里级到1000公里级,以及两地三中心的容灾解决组合方案。在本地或者是在同城基于达梦数据守护技术和达梦数据共享集群进行组合,可以实现RPO为0的超级容灾。在1000公里级的容灾,基于达梦的实时同步技术,可以实现延时为秒级的数据容灾。上面两项技术的组合,还可以构建两地三中心的容灾解决方案。
四是性能。达梦四节点的共享集群TPC—C值超过了200万,八节点超过了300万,具有不错的横向扩展能力。可以说,在TPC—C90%操作都是写操作的业务产品,对于集中式架构而言是一个突破。
五是存储管理。达梦进一步改进了存储管理系统,引入了在裸设备之外引入了块设备方式的存储管理,并且提供了存储条带化功能。这两项特性的引入能够更好的提供运维便利性和性能表现。
六是平台支持。实现了对各种主流CPU的全面支持。由于过去只有少数美国公司掌握这项关键技术,数据共享集群此前从来没有在国产CPU上面跑起来,达梦实现了网信名录内所有国产CPU均支持。南京某首个基于国产CPU+共享存储集群的上线业务系统就是采用了达梦的数据库。在浙江电网共享存储集群支撑了电网的核心业务系统,事关到5000万人正常的生产和生活,这个系统也是基于达梦数据库。
历经12年积累沉淀,达梦数据共享集群的成功推出,填补了国内高端数据库领域的空白,标志着我国在数据库高端技术领域达到了行业先进水平,能够与国外同类产品同台竞技,体现了我国在基础软件领域自主创新的综合实力。