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数据库,成为率先突围的关键技术。) l2 Z% ?+ @2 D) N. S1 ]
文 | 华商韬略 熊剑辉5 U7 R, j" n, t
2023年“两会”期间,最新组建的“国家数据局”,引发了人们的特别关注。1 W* Z1 {5 C, \+ g6 H3 s+ T, N/ J( C
有人认为,它的成立意味着“数字中国”将进入快车道;更有人认定,以数据库技术为核心的数据安全领域,有望迎来“大提速”。
' j1 W$ [$ d% m( ~& p3 v- c显然,中国数据库正迈出“关键一步”。
6 P& L( G- C" J) d: r% @【从集中式到分布式 数据库革命悄然爆发】: m; R, r1 F; P! I8 y
作为数字经济的“根技术”,数据库的重要性不亚于芯片。
8 `+ F$ m2 ^4 I9 t1 [+ @$ V" j一切数据,都必须在数据库中奔跑。' C" ]* Q0 z% J" w, ~% z$ i$ B
人们每天社交、餐饮、游戏、支付、打车等日常活动,离不开各种各样的程序应用。它们的背后,都离不开数据库。
$ x5 ^6 @; q7 d A- Y* l' \8 A) c而数据库技术的诞生与发展,即便顺应了时代的召唤,也充满了斗争与艰辛。
% _8 S# N& y. C4 _6 f上世纪70年代,IBM的天才研究员科德,率先提出关系型数据库的理论、模型,甚至把查询语言SQL也琢磨了出来。
- ~( J5 s/ H1 ?0 T但当时的“蓝色巨人”,沉浸在大型计算机巨大的商业成功里,对数据库软件兴趣寥寥。
5 E* G) _; l. _+ p结果,“硅谷大忽悠”拉里·埃里森,抓住了逆天改命的机会。) J# O' {6 n5 n/ m
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/ x& I( ~8 p5 h, {他认真研究了科德的论文,觉得极富商业价值,并在1977年创立了数据库公司甲骨文(Oracle)。早期的Oracle相当不靠谱,但在埃里森的巧舌如簧下,美国海军、中情局、国家航天局等一帮“冤大头”,依然为Oracle买了单。
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▲1977年中国第一届数据库年会% S7 e: S# ~- i$ C$ a
" H8 E" k' o( S( p彼时,神州大地万物复苏,中国计算机学会敏锐把握到了科技的脉搏,在黄山召开了第一届数据库年会。
5 J h2 y8 S' E4 R( \6 d4 c可惜的是,这个时代中国的数据库技术,始终囿于高校和科研机构里。
& z: b: e5 A$ P9 p6 R但拿到“第一桶金”的甲骨文,很快走上了正轨。
+ E( Z# x+ a3 F$ q l2 o80年代,美国数据库市场迎来井喷,甲骨文的Oracle、IBM的DB2、微软的SQLServer等,如雨后春笋般冒了出来。; h& p2 G1 U- w/ p- ]& u, r
产业的风口,让甲骨文迎来了发展的春天。它不但创造了连续12 年销售翻番的奇迹,成长为全球第二大软件公司;连埃里森本人也一度问鼎“硅谷首富”,与比尔·盖茨不相伯仲。0 N0 F& }2 o4 [9 k( _% K' N4 @
不过1996年,诞生在瑞典的免费数据库MySQL,给巨头们带来了一丝挑战。但在霸主甲骨文坚持不懈的猎杀下,2009年MySQL也臣服在甲骨文麾下。! W9 B* i/ ]& ]( F' _0 ]; ?
美国的数据库产业在高歌猛进,中国的数据库技术却尘封在象牙塔里。结果90年代,当甲骨文们来到中国,基本是大杀四方的状态。+ Y% Q* z; l$ y( b, h
1995年,邮电部提出“九七工程”,使得国内第一批数据库企业有了发展的土壤,在少数大学和国家机关得到应用。7 _+ b, H# }2 b& W6 E1 ~$ ^
但最终,还是甲骨文乘着工程的东风,接连拿下东北邮电、中国电信等超级大单。0 N; p4 ]7 F& I- h% Z' ]' a
至此,中国的金融、电信、航空等领域,逐渐被“IOE”(即IBM的小型机、Oracle的数据库、EMC的存储设备)横扫。" t2 ?3 T l3 `
据全国人大代表、合肥工业大学应用数学所所长檀结庆调研统计,2020年之前,甲骨文、IBM、微软等巨头把持了87.7%的全球份额,处于绝对垄断地位。
& }4 u- r% b" X; f" d8 j关系型数据库统治全球40余年,成就了甲骨文们的黄金时代。5 w: {0 C7 N* _8 d& p4 `$ A9 k
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但2008年,时代的洪流突然急转,NoSQL(非关系型数据库)诞生了。
~+ r: L9 Z5 K7 _9 U驱动这场变革的,是亚马逊、阿里等互联网电商的崛起。
$ F1 G) o0 n& Z/ p2009年,淘宝跃升为Oracle全球居前的超级应用集群。但集群的CPU跑得冒了烟,依然抵挡不住“双十一”的超级洪流。
5 i$ a" e1 G9 T, g$ s' S8 p; C与此同时,通信技术不断向3G、4G、5G演进,让图片、语音、视频等非结构化数据,呈现指数级规模的暴涨。! z& j u* S1 K
战无不胜的Oracle,怎么就扛不住了?这来自于关系型数据库和非关系型数据库的区别。* Q% p2 N, E( l9 \! B. H0 ~, ~ W
我们可以把关系型数据库,看成一家“火锅店”。在Oracle支持下,它每天能招待1000位客人,很不错了。
- s/ u7 ]: @# S, J但现在,店里突然涌进了1000万客人。他们不但要吃火锅,还要泡温泉、做美甲、放烟花、坐过山车……2 G7 D3 c# c2 j$ O; D! a
在天量的、爆发式增长的非结构化数据面前,传统的关系型数据库的天花板被冲破了。7 i0 V$ t; Q, }
“火锅店”,必须升级成云端的超级“游乐场”。
' l; ?' E2 |4 o于是,一场由关系型向非关系型、由集中式向分布式转型的数据库革命,爆发了!- l5 n* x1 o6 \/ H
在分布式数据库的世界里,数据库不会再集中于单机或一地,而会将查询、存储、事务管理等核心功能,扩展到多机或多地。
0 J7 U6 M4 I* Q' ?2 Q9 D于是,200万人在A区吃火锅,300万人在B区泡温泉,400万人在C区做美甲……
; d/ I( e" {" q! G2 d另外,云计算还能通过存算分离、弹性分配等手段,打破资源瓶颈,让分布式数据库自由伸缩、无限扩展。
$ w1 y. [1 N1 d5 V. Q( W, R也就是说,哪怕“游乐场”突然闯进1亿人,分布式数据库“遇强更强”,照样能铺开。
. {/ M9 C# x( V* u( y) N1 m7 ]这是传统的关系型数据库,根本无法比拟的。+ X/ M; {1 o9 Q" h6 P
因此在Gartner看来,云化、分布式数据库将主导未来,引领数据库技术的新趋势。预计2023年,75%的数据库会运行在云端;2024 年,全球数据库市场规模突破千亿美元,分布式数据库将成为最主要的市场增量。
/ Y6 [) R# b1 {/ u) O0 {如今,再造一个Oracle,做不到也没必要。云化、分布式数据库,成为中国数据库“换道超车”的唯一机会。. D& T* @0 D4 p: O3 {
【率先破局的关键技术 造就数据库断代史】
5 G @# D8 ]) v2 l% ~4 }机会永远属于敢于破局的人。: _/ N* i- n5 I5 w( @3 D
2022年4月,中国邮政储蓄银行(以下简称“邮储银行”)的新一代个人业务分布式核心系统成功上线。9 N& O% `' Y/ d% _
这一出手,就建成了全球最大的银行分布式新核心系统。其中,华为云GaussDB功不可没。
. }' I" x5 l1 k' n9 \5 E. r众所周知,核心系统是银行的“大脑”和“心脏”,不但承担至关重要的任务,而且在亿万次存储、计算中不容丝毫闪失。
& j4 R1 a$ p% }- m' l7 K以往,这是只有Oracle才能染指的“禁区”。$ V! J' u$ y, \8 w- D5 I! v
邮储银行的老核心系统,使用的正是关系型、集中式Oracle数据库。但伴随金融服务在线化,交易频次越来越高,容量瓶颈、性能支撑、业务负载的挑战越来越大。一旦碰到交易高峰,系统资源缺乏弹性,拥堵成了家常便饭,严重影响用户体验。
% i [6 F$ J- |2 l# D, k如今,以华为云GaussDB等为代表的中国分布式数据库打破了这个“铁律”。. z$ z9 l1 Z2 P. p. {
新系统上线后,邮储银行一举实现日均20亿笔、峰值6.7万笔/秒的超强交易处理能力。即便面对6.5亿客户、4万多个网点的数据冲击,依然游刃有余。/ C* `/ Q/ U5 `' l9 F
全天联机平均耗时从93毫秒减少到65毫秒,批处理时间从4.5小时缩短到3小时,较老核心系统提升30%以上性能。
1 C* }) u( m2 ]0 i4 U" |2022年三季度,邮储银行迎来结息大考。过去耗时140分钟的任务,新核心系统仅用25分钟完成,性能、效率大幅提升,充分验证了中国数据库在安全可控上的承载能力。
$ n3 k2 T$ p2 N+ Y, v6 }实际上,在海量数据、任务并发的情况下,要实现数据处理“不出错”,是一件非常非常困难的事情。
( X- o; T6 r' c4 e这就像在1000万人涌动的“游乐场”里,要求游客不踩掉鞋、不走丢人、不传错菜。6 d: u( }( L2 @6 Z/ j8 U" n
听起来,这是一个几乎不可能完成的任务。* K4 h) W! e9 `- X% h/ G/ d3 f. Y
但在银行、电信、电力、航空等系统中,就是苛求“不出错”、“稳定压倒一切”。
. l0 F7 F, m5 s) b+ N. x华为云GaussDB做到了。' R2 U0 l6 I$ y1 |: f7 `
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2022年,中国首个数据库行业最高安全认证-国际CC EAL4+,花落GaussDB;同年,高分通过北京国家金融科技认证中心的“分布式数据库金融标准验证”测试。
O$ V/ _$ W2 q* D* O, B, ]; ?与此同时,GaussDB再次通过中国信通院防篡改、智能化、分布式事务基础能力三大专项严苛评测。
' a: U6 a, G) r. J; Z- K+ y所谓防篡改,就是在极端情况下,数据库依然要具备识别风险、防止篡改、备份还原的能力。
* ~. U$ X; \# v" P$ }0 f4 u所谓智能化,就是数据库不但要提供智能运维,而且通过趋势预测算法,帮管理者智能决策、推理预警,让系统更加安全可靠。
' e, y; S" O. D; G" R; P- m' n4 }所谓分布式事务型数据库基础能力,就是一旦出现大规模数据需求,数据库要能迅速反应,就近调集分布式的CPU、内存、存储等系统资源,高效处理海量数据的能力。% q' f G u1 E
如此强悍实力的背后,则是华为云GaussDB在全球范围内累计获得的700多件专利,在提供有力的支撑。
4 J7 T4 l& S8 V/ _即便在数据库综合要求最严苛的金融业,GaussDB在包括工商银行、邮储银行、建设银行、华夏银行等规模落地,以及拥有永安保险、甘肃医保、一汽集团等重点行业客户。
6 B. y9 c2 L2 Z7 [* q# b华为云GaussDB的崛起,同步带动了中国自研数据库影响力的提升。9 s1 x/ O' |+ W! ~2 x4 @- D* D. a
IDC发布的《2021年上半年中国关系型数据库软件市场跟踪报告》显示,在传统部署模式市场中,华为、阿里、达梦、人大金仓的市占率,分别为14.7%、5.7%、5.7%、5.0%。2 y" v$ K, \ J# P, v& R3 i
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在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》中,在本地部署模式市场中,华为云数据库凭借GaussDB以16.59%的份额排名国内第一。自2020H1以来,GaussDB已经连续五次蝉联第一,在国内关系型数据库市场持续领跑。
! l9 T' l2 V0 \- S: C' ?8 W今天,中国的分布式数据库正趋于成熟,获得市场认可。只要假以时日,就有望在时代的大潮中崛起。
* D7 y+ y4 R R Q; ~【积于跬步,方能行至千里】
3 z2 Q% e0 t: c/ h数字时代的蓬勃发展,也将中国的分布式数据库不断推向前台。* T! E& j: o& M0 X5 q U
IDC数据显示,全球每年的数据量呈现爆发式增长,预计从2018年的33ZB增至2025年的175ZB。
) j* Z* ^/ {; x9 @6 _中国的数据量增速更领跑全球,预计从2018 年的7.6ZB猛增至2025年的48.6ZB。
: S, ^7 |' v8 A8 K" o数据的计算载体,早就从大型机、小型机、PC,演变成云、边、端的联网计算,高并发、低时延的交互计算。
) k3 Z) C5 T4 \* w9 h% M面对这样的未来,华为云GaussDB早有准备。
0 `/ a3 l# q( ~$ }, v" b比如,大部分云数据库,只能在数据的传输态、存储态中进行加密。$ u. r |! B: s2 v' I
而华为云GaussDB却实现在内存中的运算态加密,从而成为业界第一款纯软全密态的数据库,实现了对数据全生命周期的完整保护。6 a/ x. S2 R2 }' [
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另外,在原生分布式数据库领域,中国数据库也更顺应企业的诉求和发展的趋势。
: `; w9 T" z$ y# ~8 j1 x比如有的互联网企业,坐拥海量数据,极易患上数据库性能不足“恐惧症”。
2 h% s8 _! A6 y/ f q; X但华为云GaussDB,直接打通了软硬件“任督二脉”,将数据库性能发挥到极致。. N9 S3 J4 M9 t, f: q. n6 }( q# q% R
硬件上,GaussDB拥有鲲鹏处理器的多线程、原子指令、SCM的字节寻址持久化等能力;软件上,又实现了动态编译、SQL By Pass等。
8 C Z$ P- S5 { P& g/ Q于是,基于鲲鹏两路服务器,GaussDB 32节点处理能力达到了惊人的1500万tpmC(即每分钟系统处理新订单个数),百亿数据量查询“秒级响应”。7 a# J: T6 X+ E
有的企业,依然对数据迁移心存顾虑,担心到最后才发现数据库不合适。
7 F4 G' Q s2 L: ]& k对此,GaussDB开发出一系列强悍的迁移工具。如数据库迁移工具UGO,实现了异构数据库对象和应用迁移,语法转化率达90%以上;数据在线迁移工具DRS,可实现数据的在线迁移、数据校验。. y I* s% C8 X5 M. o+ y- B9 l
此外,由于是“自己人”,GaussDB完全能够为企业量身打造“数据库架构+应用+数据”一体化的迁移方案。
: Y4 A9 c3 o0 d) B* M这才是以华为云GaussDB为代表的中国数据库真正的机遇所在。; U( Q+ t8 K2 m1 c% R) M" b% a
而伴随大国崛起,国人对中国数据库更应该抱有一种开阔、包容、自信的气度。& z6 y2 s8 ?& w/ q4 z) K& H: {; }" V* \
因为历史证明,好数据库是用出来的。; y, t. w6 p6 b. Q
1978年,Oracle在美国第二次石油危机引发的“滞胀”下诞生,草创之初Bug频出、骂声一片。美国海军、CIA、NASA硬是顶着“被骗”的压力,让Oracle闯过了生死关。
0 n/ W3 E9 I. ~ A' h2 S此后,又经过全球用户40多年不断的实践、反馈、打磨、培训,Oracle才拥有了成熟、稳定的口碑。* f+ _6 F6 l- s' L
显然,中国数据库不可能一夜成熟,也必然要经历漫长打磨的过程。但只要今天播下宽容、创新的种,对襁褓中的中国数据库多采购、多使用、多呵护,明天才能收获卓越、成熟的果。" ^# ?1 \9 }6 S6 m$ I
积于跬步,方能行至千里。! Y& i& u: d" K; N
在新一轮科技革命的大潮中,这条漫漫长路显然才刚刚开始。
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