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老对手的新领域,华为中兴的数据库对比如何?

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前言:

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2023年6月7日,华为在全球智慧金融峰会2023上发布了新一代分布式数据库GaussDB。此次升级后的GaussDB是主要针对大企业的国内首个软硬件协同、全栈自主的金融级分布式关系型数据库。该数据库也是华为MetaERP(自研系统)全面替换后推出的另一项重要的软件根技术。与此同时,作为华为的“老对手”中兴通讯旗下金篆信科,在2023中国国际金融展期间也正式发布了GoldenDB v7.1版本数据库。

一、数据库的分类和概念

在对比华为和中兴数据库之前,我们先来了解一下数据库,它是除芯片外的一项关键核心技术。尤其对于我国这样的人口大国来说,每天都生产着海量的数据,因此数据库的处理是否安全可靠是重中之重。

数据库根据数据模型可分为关系型数据库和非关系型数据库。关系型数据库的数据结构化程度高,可以使用结构化查询语言进行复杂查询。而非关系型数据库的数据是非结构化的,不支持声明性查询语言。根据数据处理方式,可分为 OLTP 数据库、OLAP 数据库和 HTAP 数据库。根据数据分布情况,可分为分布式数据库和集中式数据库,其中按数据分类也是最常见的分类。

集中式数据库是一种经典、传统的数据库结构,属于Shared-Everything架构,多台机器联合管理数据,一般不对数据进行分片,被广泛应用于数据管理。其数据被集中存储在存储设备中,安全且易于处理。以美国甲骨文公司为代表的Oracle就是这一类数据库。

分布式数据库是在集中式数据库的基础上发展起来的,属于Shared-Nothing架构。分布式数据库在逻辑上是一个统一的整体,在物理上则是分别存储在不同的物理节点上。一个应用程序通过网络的连接可以访问分布在不同地理位置的数据库。它的分布性表现在数据库中的数据不是存储在同一地点,更确切地说,不存储在同一计算机的存储设备上。

总体而言,分布式数据库通过将数据分散存储在多个节点上,并允许并行处理和负载均衡,提供了更好的性能、可扩展性和容错性。而集中式数据库则更适用于小型应用或数据量较小的场景,由于所有操作都集中在中心服务器上,可能存在性能瓶颈和单点故障的风险。

二、华为中兴的数据库对比

1、中兴通讯GoldenDB

GoldenDB是中兴通讯旗下金篆信科的金融级交易型分布式数据库产品,完全自主研发并拥有100多项相关专利。自2002年起,中兴通讯正式进军数据库领域。在2014年,中兴通讯与中信银行合作成功发布了GoldenDB,这个拥有金融级交易性能的分布式数据库。在2019年和2020年分别投入中信银行的信用卡核心和总行核心两大核心业务系统中,成为国内首个在大型银行核心业务系统实际应用的国产数据库。值得一提的是,GoldenDB还是业界唯一一个拥有国家政策性银行、国有大型银行、股份制银行、城市商业银行以及大型金融机构和电信运营商核心业务改造实践经验的国产数据库。

根据沙利文联合头豹研究院发布的《2021年中国金融级分布式数据库市场报告》,中兴通讯旗下金篆信科GoldenDB以总分28.15的优异成绩位居中国金融级分布式数据库市场的第一位置,并成功蝉联国产分布式数据库金融行业的第一位置。在2022年底,国家工业信息安全发展研究中心公布的《电信行业数据库产品测评榜单》榜单中,GoldenDB综合排名同样位居第一。

GoldenDB采用Shared Nothing的分布式架构,结合分片式存储、分布式事务、多版本控制等技术,实现了高性能、高扩展、高可用、高安全的产品特性。

功能优势:

Share Nothing全分布式架构:采用计算存储分离的架构,存储节点具备强大的本地计算能力。此架构避免了单点故障,即使设备故障也能保证数据零丢失和不间断服务。通过设备堆叠实现横向扩展,无限扩展计算性能和存储容量。单个分布式子集群最大支持上千个节点,并提供可视化监控运维功能。

高效可靠的容灾能力:采用金融级多地多中心多活架构,实现了RPO=0(零数据丢失)、RTP<30S(恢复时间小于30秒),保证在灾难情况下业务的快速平稳切换。

不停服务的在线扩容:支持哈希、列表、范围、复制四种分片规则,实现数据分片,支持热点库分裂以保证数据分布均衡。同时,支持多表关联扩容,减少跨库关联查询,并且扩容过程可以灵活配置和可视化管理。

金融级实时一致的分布式事务:引入全局事务管理器,确保分布式事务的实时一致性。应用无需改造,对应用透明的分布式事务处理。采用一阶段提交+自动补偿机制,提升分布式事务处理性能。

金融级可靠性:通过快同步复制和分组复制保证数据不丢失,高低水位实现策略灵活可配置,确保数据的高可靠性。

功能完备的备份恢复:支持全量、增量、实时和定时的备份策略,同时支持将数据恢复到任意时间点,保证恢复到全局一致的数据状态。

SQL兼容:兼容标准SQL语法、MySQL语法和Oracle常见语法,并支持分布式优化和分布式批处理,提供了灵活且功能完备的SQL支持。

产品架构

目前,GoldenDB分布式数据库已成功为40+家金融机构提供服务,并承担了超过30家金融机构的核心业务建设。随着产品的不断优化和实践的持续积累,GoldenDB的产品版本也从1.0逐步发展至7.0。为了满足大型银行核心业务场景转型的需求,金篆信科在2023发布了GoldenDB v7.1版本。这一版本在功能、性能和安全性方面实现了全方位的提升,有效地助力金融核心分布式改造更高效、更智能、更安全。通过持续打磨和实践的不断积累,GoldenDB在金融行业的地位和价值得到了进一步的加强,为金融机构提供了更高效、智能、安全的数据库解决方案。

2、华为GaussDB

GaussDB是华为云打造的国内首款软硬协同、全栈自主的数据库产品。华为从2007年开始着手研发内存数据库,并在2014年与工商银行合作联合创新,在工商银行上线了Gauss OLAP数据库。随着云时代的到来,2020年华为对数据库和云的理念进行了深度结合,并进行了全面战略升级,推出涵盖关系型和非关系型数据库的GaussDB系列全场景服务。2023年,新一代分布式数据库GaussDB正式发布。GaussDB的问世进一步提升了华为数据库品牌在市场上的地位,并为用户提供了更加高效和全面的数据库解决方案。

GaussDB是华为自主创新研发的企业级AI-Native分布式数据库,它独特地将AI能力融入数据库的内核架构和算法中。该数据库具备广泛的企业级复杂事务混合负载能力,支持分布式事务的强一致性,并能在同城跨可用区进行部署,确保数据零丢失。同时,它还具备强大的扩展能力,可以支持PB级海量存储并且轻松扩展到1000+节点。拥有云上高可用,高可靠,高安全,弹性伸缩,一键部署,快速备份恢复,监控告警等关键能力。可应用于金融、政务、交通、能源等关键信息基础行业客户的核心系统中。

产品架构

产品优势:

高智能:作为国内首个AI-Native数据库,GaussDB拥有全流程、全链路的智能化体验。其融合了人工智能技术,让用户在数据库管理的整个过程中能够享受智能化的便利。

高安全:GaussDB拥有顶级的商业数据库安全特性,支持访问控制、加密认证、数据库审计、动态数据脱敏和全密态等安全措施。这些安全特性满足政企和金融级客户对核心数据安全的严格要求,保障数据的安全性和完整性。

高可用:GaussDB支持跨机房、同城、异地、多活高可用部署,同时实现了分布式强一致性,数据0丢失(RPO=0)且恢复时间小于10秒(RTO<10s),确保系统在故障时也能保持高可用状态。

高拓展:通过分布式全局事务一致性优化,GaussDB打破了传统分布式性能瓶颈,实现了计算与存储的自由水平扩展能力。它支持新增分片的数据在线重分布能力,从而有效地提高了数据库的拓展性和性能。

健全的工具与服务化能力:GaussDB已经拥有华为云和商用服务化部署能力,并支持DAS(数据库自动化服务)和DRS(数据库复制服务)等生态工具。这些工具和服务能够有效保障用户在日常工作中的开发、运维、优化、监控和迁移等需求。

全栈自研:GaussDB基于华为鲲鹏生态,成为国内唯一能够实现全栈自主可控的国产品牌数据库。同时,GaussDB利用硬件优势,在底层不断进行优化,以提升产品的综合性能。

开源生态:GaussDB已经支持开源社区,并提供主备版版本下载。这促进了数据库的开源生态发展,为用户提供更多选择和灵活性。

GaussDB是一个包含多个产品的系列,其整体架构设计采用了多模式设计理念。底层是分布式存储,中间是每个数据库特有的数据结构,最外层则提供各个生态的接口。具体产品包括:

关系型数据库:

1、基于openGauss生态的分布式数据库GaussDB(for openGauss)。

2、基于MySQL生态的分布式数据库GaussDB(for MySQL),100%兼容MySQL。

非关系型数据库:

1、基于文档的分布式数据库GaussDB(for Mongo),完全兼容MongoDB的接口,解决了开源协议风险,并采用3副本方式解决9副本的可靠性问题。

2、基于时序协议的分布式数据库GaussDB(for Influx),解决了开源主备容量问题,保证高可用性和性能。

3、基于宽表Cassandra的GaussDB(for Cassandra),解决了Java方案的GC抖动问题,保证数据强一致性。

4、基于KV接口的GaussDB(for Redis),目前完全兼容Redis,并未来将支持更多的KV协议,确保数据的强一致性和超大容量(10T+),解决了开源主备脱节等问题。

目前,GaussDB已在华为内部、银行、保险、证券等行业的核心业务系统中得到广泛应用。根据华为披露的官方信息,GaussDB为中国工商银行、中国邮政储蓄银行、中国建设银行、中国农业银行等国有大行的核心业务提供了支持。同时,它还服务于陕西省财政厅、中海油、国家管网、国网陕西电力、首都公路发展集团等关键行业企业。

根据IDC最新发布的《2022年上半年中国关系型数据库软件市场跟踪报告》,华为云数据库凭借GaussDB以16.59%的份额,占据了中国本地部署市场国产数据库的第一名,这也是华为连续五次蝉联第一。同时,在全球DBMS市场份额中也成功进入了前十名。

综上,华为与中兴通讯都致力于开发分布式数据库。实际上,除了华为和中兴,阿里云(PolarDB)、腾讯云(TDSQL)等其他大厂也在积极布局分布式数据库领域。与以Oracle为代表的传统集中式数据库相比,分布式数据库在我国市场占据重要地位。根据墨天轮于2022年9月发布的数据,我国的分布式数据库数量达到117个,而集中式数据库数量为116个,目前分布式数据库在数量上已经占据了主导地位。

根据2022年5月,Frost & Sullivan联合头豹研究院发布的《2021年中国分布式数据库市场报告》显示,中国分布式数据库相关专利申请量已从2012年的全球占比22%增长至2021年的76%。中国已成为全球分布式数据库技术创新的重要中心。

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