近年來，隨著金融業務的快速發展，基于海量數據的高并發實時交易，在保障安全可靠的基礎上要求數據庫具備彈性擴展和高可用能力，推動傳統集中式關系型數據庫向分布式的云數據庫遷移。同時在業務和數據遷移到分布式數據庫的過程中也面臨著諸多挑戰，更穩定、更高性能、更安全的數據庫成為企業客戶關注的重點。
近日，在dbaplus社區主辦的FinTec技術沙龍上，金山云數據庫資深架構師張健分享了金山云分布式數據庫DragonBase架構設計與實踐。
分布式數據庫正逐漸滲入金融行業
Gartner數據統計，2020年全球數據庫軟件市場將達到549億美元。而我國數據庫軟件市場規模大約在200億人民幣（智研咨詢統計），僅占全球整體市場的1/20左右，市場發展空間巨大。
從全球市場范疇來看，目前Oracle、IBM和Microsoft等國外巨頭的關系數據庫軟件仍然占據市場主導地位。但從數據庫權威排名變化趨勢來看，數據庫正在朝多元化路線發展，傳統商業數據庫產品的熱度逐漸下降，更多的企業級用戶，逐漸轉向云數據庫及開源數據庫產品。在國內關系型數據庫市場中，云化部署模式正在逐漸超越傳統部署模式并成為市場的發展趨勢。
銀行的業務特性本身對數據庫的依賴程度特別高，每一筆交易都需要操作數據庫，要求數據不能丟、數據不能錯、數據持續性、數據響應快，對數據庫的要求極為嚴苛。2019年人民銀行發布《金融科技(FinTech)發展規劃（2019-2021年)》加強分布式數據庫金融應用的長期規劃；2020年人民銀行發布《中國金融業信息技術“十三五”發展規劃》繼續擴大金融信用信息基礎數據庫覆蓋面；同時，兼顧業務發展、成本控制和安全監管等因素，推動傳統集中式商業數據庫向分布式數據庫轉移。
“一致性、高可用、安全、性能、擴展性、兼容性和可運維性是分布式數據庫的核心要素。”張健說到，與之伴隨，數據庫的技術架構也在不斷演進，經歷單體數據庫、垂直拆分的分布式數據庫、分庫分表的分布式數據庫、計算存儲分離的云原生數據庫，再到TP與AP橫向打通的HTAP架構數據庫。
張健表示，DragonBase是金山云研發的能滿足金融級業務需求的分布式數據庫。DragonBase可提供資源虛擬化、多租戶、彈性擴容、數據備份恢復、數據遷移等能力，同時具備細粒度權限管理、訪問控制、安全審計和加密等安全類功能。既支持基于x86服務器部署，也支持基于國內服務器和操作系統的部署，可提供“兩地三中心”和“三地五中心” 的地域級故障自動無損容災的能力，旨在為企業用戶提供高可用、高可靠、高性能、高安全、可擴展、強一致和高度兼容的分布式數據庫產品。
五年時間打磨打造DragonBase優勢
“2016年金山云發布了DragonBase單體版本，2017-2018年深度優化單體版本穩定性和性能；于2019發布DragonBase分布式1.0版本，2020發布升級版本2.0支持分布式事務、分布式計算、高可用、彈性擴展、安全審計、數據強一致、災備恢復、云管平臺和數據遷移等諸多核心能力，正在研發的DragonBase3.0版本將在Oracle兼容、分布式計算引擎和自動化運維等方面進行迭代。”張健表示。
DragonBase產品架構采用計算與存儲分離的分布式架構，經過五年多的打磨，構建起自身的產品優勢。
在高性能方面，結合軟硬件優勢，硬件層面支持高性能存儲介質如 NVME，Optane 3D Xpoint等。軟件層面通過分布式并行計算、讀寫分離和流量智能調度、連接池管理以及異步事務優化等多種手段，大幅提高系統吞吐。
在高可靠性上，通過強一致的多副本管理、靈活災備策略和完備的備份體系，配合鏈路、數據加密技術及快速數據重建技術，提供數據的安全可靠保障能力，保證 RPO為 0。 “考慮到不同業務對數據一致性的要求不同，DragonBase提供異步、半同步和基于raft的強同步等多種數據同步模式，業務可按需調配。”張健表示。
在高可用性上，提供主從熱備和自動故障切換機制，同時支持“兩地三中心”和“三地五中心”的跨地域高可用部署，提供實例級、機房級、地域級的服務高可用保障，保證 RTO < 30秒。
在可擴展性上，支持平滑的彈性擴容、無縫的版本升降級，對業務幾乎無感。集群擴展同時支持手動和自動模式，實現按需彈性擴展，從容應對緊急擴容場景。
在安全性上，DragonBase支持三權分立，安全管理員、審計管理員、數據庫管理員，三個角色之間相互制約，消除系統中出現的超級權限，從系統角色上解決數據安全問題，達到約束各種類型用戶的操作行為。“‘三權分立 + 訪問控制 + 安全審計 + 加密技術’是DragonBase的安全機制。”張健表示。
目前，DragonBase已在金融、互聯網、政企等多領域實踐應用。DragonBase可提供穩定、高性能、安全可靠的數據庫服務。在促銷、秒殺等典型電商應用場景中實現彈性擴容；在游戲應用中，提供任意時間點恢復能力，有效支持游戲回檔場景；金融領域，支持數據強一致性，“兩地三中心”、“三地五中心”的部署架構，充分滿足金融級合規可靠性要求。
最后，張健表示，DragonBase具備完善的數據遷移方案，可協助用戶從其數據庫到 遷移到DragonBase，盡量不修改用戶業務，極大降低服務遷移成本。金山云也將持續推進分布式數據庫功能和架構的升級迭代，為各行業客戶提供穩定、安全、可靠的數據庫服務。
