國產分散式資料庫發展趨勢與難點

引言：

日前，為更好地滿足亞信科技客戶對於資料管理的需求，提高通用型資料庫的產品服務能力與業務擴充能力，亞信科技分散式資料庫AntDB釋出V7.0版本產品，助力運營商核心系統實現全方位的自主可控與業務系統的平穩上線。面向未來，國產資料庫發展仍任重道遠，分散式資料庫也將在這一過程中扮演重要角色，分析、討論國產分散式資料庫發展趨勢與難點，不僅對AntDB資料庫的發展，也對國產資料庫的發展具有一定的參考和借鑑意義。

一、國產資料庫正處在發展機遇期

信創產業即資訊科技應用創新產業，是我國近年來的一項國家戰略，也是當今形勢下經濟發展的新動能，隨著相關政策陸續出臺，信創改革大潮下，推動探索安全可控的核心技術與產品漸成趨勢。在資料庫領域，黨政機關明確將全部採用國產資料庫，2020年已在金融行業先行試點。國產資料庫廠商緊隨趨勢加速打造各自的拳頭產品，從2020年至今，國產資料庫已經從黨政、金融等領域，滲透到通訊、能源、交通、工業物聯網等領域，市場前景十分可觀。

2022年6月，達夢資料、星環科技等資料庫廠商陸續遞交招股書，在國內科創板塊以7億營收撬動幾百億市值，這一“訊號”表明國產資料庫的發展已進入快車道。一方面，國產資料庫發展恰逢政策機遇，過去國內資料庫市場被Oracle、IBM 等企業壟斷，近年來受益於政策的加速推進，國產資料庫企業的市場份額得以顯著提升。另一方面，國產資料庫發展也處在市場機遇期，資料庫等基礎軟體的服務方式逐漸向雲化發展，隨著雲端計算的大規模應用，資料庫也迎來新的發展契機。

二、分散式資料庫的發展機遇與挑戰並存

資料庫最早誕生在上世紀60年代，IBM實驗室提出的”關係模型”理論為風靡全球近50年的關係型資料庫技術奠定了基礎。隨著資訊通訊技術與移動網際網路的高速發展，業務表現出高併發讀寫、海量資料處理、資料結構不統一的特點，後關係型資料庫開始湧現，對傳統關係型資料庫做出了進一步補充和完善，分散式資料庫就在此時蓬勃發展，為人熟知。

相比於傳統關係型資料庫，分散式資料庫具有平滑擴充套件、高可用、低成本等顯著優點，如果將傳統關係型資料庫、非關係型資料庫和分散式資料庫對比總結，可以得到表1：

由上表可以看出，分散式資料庫屬於時代進化的結果，功能幾乎結合了傳統關係型與非關聯式資料庫的集中優勢。但由於發展時間較短，其標準體系及評價體系不夠健全，生態體系不夠完善，未來我國分散式資料庫的發展必將機遇與挑戰並存。

2.1、分散式資料庫的優勢

分散式資料庫平滑擴充套件、高可用、低成本的三大主要優點帶來巨大的發展潛力，下面以亞信科技AntDB資料庫為例展開論述這三大優點。

一是平滑擴充套件與高效能，在分散式執行計劃中，表資料被分散在多個節點上，這大大降低了單節點的資料量，分散式執行計劃還可以做到讀寫分離，有助於充分利用多個節點的儲存與計算資源，有效地提升資料庫的吞吐量，目前AntDB資料庫可以按需求平滑地進行節點擴充套件，支援幾十萬級甚至百萬級TPS/QPS(吞吐量)處理的核心要求。

二是高可用，這一點對企業資料安全和保障業務連續性至關重要，分散式資料庫透過主備架構設計，主節點故障自動切換至備中心(failover)，保障核心系統的連續可用;此外，各資料中心透過同步/非同步複製來保障資料的一致性和事務的完整性，遇故障切換時不影響業務的正常執行。AntDB資料庫透過多副本、分散式事務處理等機制，以及異地多中心的部署方案，以保證高可用性。

三是低成本，分散式資料庫是基於通用的 PC 伺服器和作業系統的，在硬體成本上有非常明顯優勢，此外，AntDB資料庫 與Oracle資料庫的相容率高達96%，有效降低了程式遷移的風險，減少了重寫應用的成本。

2.2、分散式資料庫發展存在的問題

由於分散式資料庫節點多，叢集結構複雜，也有其自身的短板，加之分散式資料庫發展時間不長，仍有許多問題亟待解決。一是根據CAP理論，分散式資料庫無法滿足客戶多重特性需求，如某些金融核心應用既要求高一致性，又要求高可用，有可能造成客戶不得不捨棄或降低某些需求。二是分散式資料庫運維管理較複雜，根據業務節點需要，分散式資料庫通常由多臺伺服器組成，軟硬體的運維和管理往往很複雜。三是分散式資料庫產品成熟度待提高，如針對分散式資料庫的最佳化器、資料型別、複雜查詢、自定義函式和儲存過程等高階特性參差不齊。

三、亞信科技AntDB資料庫實踐分享

我國資料庫的自主可控替換，也不是簡單的以庫換庫，而是用新體系替換舊體系。和國外成熟穩定的商業資料庫相比，國產資料庫在效能、穩定性、生態等方面存在一定差距，在架構、研發、上線、運維等方面，全面降低對特定資料庫的依賴，這將是一個持續且艱難的過程。在這一過程中，亞信科技推出國產分散式資料庫AntDB，核心團隊攻堅不斷，2015年增加Oracle相容特性、2017年實現秒級線上擴容、2019年增加核心級讀寫分離等功能、2022年支援記憶體與磁碟雙引擎等等。AntDB資料庫的應用領域也從通訊向金融、交通、能源等行業擴充。

作為階段性成績，亞信科技AntDB資料庫在運營商自主可控替換專案中落地，具有重要意義：一是探索出自主可控的資料庫架構，透過研發微庫架構，在架構層面消除應用對特定資料庫的依賴;二是驗證資料庫軟硬體全自主可控的可行性，目前，亞信科技AntDB資料庫及華為鯤鵬伺服器的組合解決方案，可以在運營商核心的交易場景替代國外商業解決方案。三是探索出基於灰度釋出能力的資料庫割接方案，實現不停服、零故障的資料庫割接，將資料庫國產化替換的業務影響盡最大可能降低。

AntDB分散式資料庫解決方案在通訊行業大規模的商用落地並且獲得客戶的廣泛好評。另外我們判斷不僅在通訊行業，也可同時推廣至如金融、政務、能源、郵政等重要的關鍵基礎設施行業領域中，加速推動各行業的數字化轉型升級。

在金融行業，AntDB應用在北方某保險公司的大資料系統中，成功商用落地，其成功經驗可以同樣推廣至以分析型業務為主的其他金融或證券業務系統中。在政企行業，AntDB應用在南方某省高速的高速ETC計費與大資料平臺，同樣該成功經驗可以推廣至其他類似高資料併發的行業，如IoT物聯網場景等。

面向未來，隨著AntDB資料庫不斷增強通用性、標準性和安全性，為更好地服務亞信科技的行業客戶，AntDB資料庫將繼續加強產品研發的投入，實現一套資料庫對多種資料型別、多種業務場景的統一支援，並確保資料可靠，不丟、不錯、不重，為客戶提供高質量的資料庫產品。

關於AntDB資料庫

AntDB資料庫始於2008年，在運營商的核心繫統上，為全國24個省份的10億多使用者提供線上服務，具備高效能、彈性擴充套件、高可靠等產品特性，峰值每秒可處理百萬筆通訊核心交易，保障系統持續穩定執行近十年，並在通訊、金融、交通、能源、物聯網等行業成功商用落地。