今天的数据库市场呈现出百花齐放、百家争鸣的新面貌。无论是传统的数据库厂商、云数据库厂商还是新兴的数据库厂商，都在不遗余力地构建各种类型的数据库，如OLTP、OLAP、HTAP、NoSQL等等。据悉，仅中国就有200多种数据库产品。虽然数据库和产品种类繁多，但总体发展方向基本一致，即云原生、分布式、HTAP、多模等。其中，分发是最重要的。
这是因为随着企业业务向数字化、在线化、智能化的整体演进，企业面临着海量数据指数级增长带来的存储需求和挑战，业务突发流量带来的热点和挑战也更多。企业需要降本增效，做出更智能的数据决策。传统数据库已经无法满足和响应快速变化和不断增长的业务需求。分布式数据库具有透明性、数据冗余性、易扩展性和自治性的特点，还具有经济、性能优越、响应速度快、架构灵活、易于与现有系统集成等特点，能够很好地解决企业用户的核心需求。
七大关键技术，承载着金融核心系统，金融行业，尤其是银行业，对数据库的依赖度很高，对数据库的要求也最严格。随着互联网和移动互联网技术的兴起，网上银行、手机银行、电子支付等新业态不断涌现，高并发、海量数据、超高峰值等挑战接踵而至，导致数据资源存储、计算和应用需求大幅增长。过去银行业务结构中采用的大/小型计算机+集中式数据库的方案已经难以满足业务稳定性和连续性的要求。分布式数据库能够满足金融业高可靠性、高性能、低成本和平滑扩展的需求，逐渐成为金融业打造核心竞争力的重要手段之一。
从安全角度看，今年年初，中国人民银行会同市场监管总局、银监会、证监会联合发布了《金融标准化“十四五”发展规划》，提出稳步推进金融科技标准建设，系统完善金融数据元素标准，完善金融信息基础设施标准，加强金融网络安全标准保护，推进金融信息化核心技术安全可控标准建设。对于金融服务来说，安全是数字金融服务的基石。为了应对金融行业高扩展、高并发、高性能、高安全性的挑战，华为云于去年推出了——专注于金融企业核心业务负载的分布式数据库旗舰产品GaussDB。这是一款基于openGauss自研生态的企业级分布式关系数据库，深度融合了华为在数据库领域多年的经验，充分结合企业级场景需求。是什么特点让GaussDB俘获了众多金融行业用户的心？这要从它的关键技术说起。
第一个是分布式执行框架。业务应用程序向协调器发送SQL，包括添加(插入)、删除(丢弃)、更新(更新)和搜索(选择)数据。协调器使用数据库的优化器来生成执行计划，每个DN(数据节点)会根据执行计划的要求来处理数据。
GaussDB分布式执行框架示意图
由于数据通过一致哈希技术均匀分布在各个节点，DN在处理数据的过程中可能需要从其他DN获取数据。GaussDB提供了三种流(广播流、聚合流和再分发流)来减少DN节点之间的数据流量。DN将结果集返回给协调器进行汇总。协调器将汇总的结果返回给业务应用程序，从而提高复杂SQL查询的性能。
二是GTM-Lite技术。GTM-Lite可以在保证事务全局一致性的同时提供高性能的事务处理能力，避免单一GTM的性能瓶颈。这里的高性能事务管理指的是无锁、多版本、高并发的事务技术。而且分布式GTM-Lite方案提供了全局事务快照和提交管理，实现了强一致性，没有中心节点的性能瓶颈。
第三项关键技术是实现基于NUMA感知的高性能事务处理。结合鲲鹏多核CPU架构的优势，通过NUMA绑定核，NUMA分区改造全局数据结构，减少跨核处理和核间冲突，提高业务并行处理能力。充分利用鲲鹏的原生Atomic_LSE指令，实现NUMA感知的自旋锁，大幅减少指令数量，有效提高指令效率，性能更强。
GaussDB NUMA感知技术架构示意图
第四个关键技术是集群HA，多级冗余可以实现系统无单点故障。通过硬件冗余、实例冗余和数据冗余，GaussDB实现了整个系统无单点故障，高可用。其中硬件高可用包括存储磁盘RAID冗余、网络双交换机冗余、多网卡冗余和主机UPS电源保护。软件的高可用性包括协调节点CN实例的多活动冗余和数据节点/全局事务管理/集群管理器实例的主备冗余。此外，GaussDB还通过全+增量备份构建闪回、PITR等企业级能力，实现数据按需回滚和任意时间点的数据恢复，最终进一步保证数据库的高可用。
第五项关键技术是跨AZ/区域灾难恢复技术带来的高可用性。一是集群内高可用，实现了数据丢失和服务秒级中断。同城可以跨AZ容灾，数据不丢失，实现分钟级恢复。
除了同城穿越AZ，GaussDB还推出了同城双集群高可用方案，提供金融级高可用服务，支持RPO=0和RTO
第六个关键技术是横向扩展在线水平扩展带来高扩展。GaussDB支持单集群1000+节点，在节点扩展下可以达到优异的性能线性比，同时节点扩展可以完全在线，对客户透明。节点扩展完成后，DN数据自动重分发，CN自动完成负载均衡。
GaussDB横向扩展横向扩展图
第七项关键技术是一站式迁移解决方案。基于数据库和应用迁移(UGO)和数据复制服务(DRS)，GaussDB提供从迁移评估、结构化迁移、应用迁移、总量+增量数据迁移、动态数据一致性验证、流量回放等多方面的一站式迁移到云，让客户访问云更加便捷高效。
为许多金融机构创建安全可靠的数字基础。在对数据库要求最为苛刻的金融行业，很多国有商业银行、股份制银行、保险证券机构都坚定地选择了华为的云分布式数据库GaussDB作为数字化转型的坚实数据基础。
今年4月，邮储银行新一代分布式核心系统全面投产的消息引起了业界的广泛关注。这是六大国有银行首个新的分布式金融核心系统。
和其他大银行一样，邮储银行使用了经典的大型机+商业软件架构来支撑初期的信息化建设。在日常业务中，银行有无数的客户交易记录、交易明细查询、历史账户信息等数据，也需要实时的金额收支分析。随着在线金融服务的开展，小额交易的频率越来越高，传统的核心系统受到了严重冲击，容量瓶颈、性能支撑、业务负载等挑战随之而来，尤其是在交易高峰时段，系统缺乏灵活性往往导致交易拥塞，严重影响用户体验。
2019年，邮储银行开始对核心系统进行改造，选择华为云分布式数据库GaussDB作为新一代个人业务核心系统IT数字化基础的重要组成部分，进行全新的分布式改造。GaussDB采用业界先进的全并行分布式架构，通过多个节点并行分担系统压力，提供极致吞吐量；它还具有较大的存储容量，支持事务的强一致性；在数据保护方面，提供两地三中心、多级冗余的容灾方案，保证数据的实时安全，从而实现系统无单点故障。
新系统可在金融核心层面支持海量交易、灵活扩展、高可靠、高可用，可为全行6.37亿个人客户和4万个网点提供日均20亿笔、峰值每秒6.7万笔的交易。
除了邮储银行，GaussDB还与工行合作，探索并构建了基于分布式数据库的金融级数据库改造解决方案。根据工行主机“两地三中心”部署架构和高可用性，在存储和计算分离的基础上形成多集群部署架构，夯实了分布式数据库的核心承载能力。同时，针对传统数据库与应用高耦合的难点，锤炼数据库的平滑迁移能力，实现异构数据库的自动迁移。
永安财险是陕西省最大的财产保险公司。华为云帮助永安财险重构核心系统，实现主流商业数据库的切换，同时减轻运维压力。通过切换到分布式数据库GaussDB，性能提升数倍，业务运营效率提升，整体资源投入节省25%。
可见GaussDB是胜任金融行业各种需求的。
支撑金融业的核心结构任重道远。数据库作为金融信息系统的核心基础设施，经过几十年的发展，为金融行业的转型升级提供了强有力的技术支撑。同时可以看到，分布式数据库将是当前乃至未来的发展趋势之一，有着无限广阔的市场和空。
虽然分布式数据库的发展历史相对较短，但它具有极强的扩展性、可用性和开放性，在面对海量数据存储、流量高峰等以金融行业为代表的业务场景时具有独特的优势。华为云分布式数据库GaussDB深度结合华为在数据库领域多年的技术积累和实践经验，能够满足客户的高安全性、高可靠性、高性能、高扩展性、智能化的全方位需求，为金融机构提供功能齐全、稳定可靠、扩展性强、性能优越的企业级数据库服务。未来，GaussDB也将继续深化技术创新，汇聚力量，帮助金融机构安心上云，实现金融行业高效数字化转型！
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