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- a. e" L! ]4 S3 T( q" T数据库,成为率先突围的关键技术。; z: i0 M4 _4 x0 S" f" r0 Y1 e# A N; n
文 | 华商韬略 熊剑辉6 m" C2 `9 }: ^3 [1 e5 ~
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。
( k( O' d* s" _" V. ?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”。* I5 ~/ l: {2 l/ \9 _
显然,中国数据库正迈出“关键一步”。
. T& k4 H0 ^! I) e9 u& z" {【从集中式到分布式 数据库革命悄然爆发】
1 T0 j, a5 K( w' S N+ B作为数字经济的“根技术”,数据库的重要性不亚于芯片。2 @; ^# O* [+ Q3 Y1 M
一切数据,都必须在数据库中奔跑。
$ z: a0 \7 X; X& E; m/ I$ K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。( z& T2 n5 d5 a) V
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。
3 T. m4 A4 Z8 `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。( u8 I* w B( V) D
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。- W! x8 B" M3 S1 m
结果,“硅谷大忽悠”拉里·埃里森,抓住了逆天改命的机会。
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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。% d4 A6 H N- K8 u$ h5 E
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▲1977年中国第一届数据库年会9 h3 [; {0 `: }4 z/ m
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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。( f% ~8 n) p4 g6 D+ }* A0 ]6 _& G
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。6 A1 k* _& S u( }* X+ @
但拿到“第一桶金”的甲骨文,很快走上了正轨。4 Q( [ ?3 ]- K9 Q
80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。3 G3 x/ a( x, U
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。: u; F3 Q t& q8 _
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。8 Y3 g8 k, j1 g9 K
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。
/ E; X! a4 B5 c4 _) K P. w1995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。4 s4 s J s0 U/ d5 o9 Z
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。+ T1 x* c r& F! X8 t' Q
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。
: g4 n3 |/ o1 ]9 x3 o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。7 B1 A K( u3 V
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。
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2 `" X% h% Q& q' y m' B2 S但2008年,时代的洪流突然急转,NoSQL(非关系型数据库)诞生了。
& G' Z/ l4 s2 S: \. L; r驱动这场变革的,是亚马逊、阿里等互联网电商的崛起。: H( F$ M# H0 S1 z
2009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。* a5 W: k1 R) g* S# _
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。2 p+ ^$ e* f- z0 e/ k7 V9 g
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。7 s9 w( y* r* p% o* d! S7 s7 r
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。
3 `- V0 {6 b9 t; X0 C0 |# z1 d/ Q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……' f8 o: k! A) F) }) p
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。, L+ G9 F! K" q$ H- E4 r6 d; d3 M; v
“火锅店”,必须升级成云端的超级“游乐场”。, n5 S$ A/ Q! \ l# l, ?1 A3 i8 r' _
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!5 R. A6 `7 n" o' ~6 j
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。
. m0 U7 O8 Q1 v( i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……
# T. f4 i* M3 r) [; @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。* J; R' D" z2 Y
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。! E7 v, T, V# l. m, }8 M" D
这是传统的关系型数据库,根本无法比拟的。
+ g& y* g% K* r% u$ L0 k# i. a K, 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。
& ~7 n* n7 x. I% N: S7 v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。
) s9 m# g. T8 q) U4 _; v7 q【率先破局的关键技术 造就数据库断代史】" q# a9 u# j; H4 z
机会永远属于敢于破局的人。. [0 [, E* |' p/ o. a" u/ S+ p+ f
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。6 ?% f3 c- l$ v* s, R& o5 L' U8 q
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。
) ]6 T3 t( L0 V* ?% c* c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。1 q1 E! m' i I5 J; O) ?4 ]
以往,这是只有Oracle才能染指的“禁区”。
: r6 E4 v- Q3 ]/ r" N/ G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。' @ N _. ]( {6 R4 u5 v( {/ d0 @# q
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”。
0 H8 m" G7 F# |6 ]3 ]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。
6 n2 K3 M8 W! r) p4 ~. O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。
; V) W, r# }# z! Q3 o+ k: c2022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。
0 \/ F. e- c* [( j# v* p" u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。$ A/ P* Z+ c* v7 |
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。+ X" N, _! B* Q% c" ]
听起来,这是一个几乎不可能完成的任务。: }9 ?( `* U# R: `4 ^, A2 U
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”。+ {( x& B# }0 l2 Z' v& j
华为云GaussDB做到了。
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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。! ?! O0 a4 L' O
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。
. I5 T0 ^* s' O7 d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。
: ~ e/ u& l" o+ A& B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。6 v4 W; Z j& ` @1 Y: l+ c
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。
1 Y8 V+ |8 U) D. w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。
* [( u3 |+ |7 Y1 T' [+ M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。) x- n! E+ I: Y
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。
' [5 K8 ]/ c" k. L; ~4 |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%。
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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。4 T3 b1 j3 Q% B9 ^. b
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。
. r! ]3 T0 E7 P+ ]- A' g【积于跬步,方能行至千里】
$ k ~ Y: a' w5 r' [* {9 p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。
+ w7 b( t; i' @! A! B. [0 B. k3 cIDC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。
6 _' e4 Q3 L7 u1 s, J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。
3 I; O; H% }; {" s0 v! N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。
! E/ _: V5 h5 v) O$ u4 I% k9 D面对这样的未来,华为云GaussDB早有准备。+ P' N/ s8 H7 j( ?2 I% k
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。8 b4 c k/ l1 G" v
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 N7 ?( @1 _7 A
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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。3 J# `, U! v# ]3 G: b" |2 k: U
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”。0 @$ m" r1 r8 U+ ~
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。: C Y3 ^. @" o+ Z( u" O* p! ^
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。
* W2 ~* p& Y! c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 o( T+ Y$ t! R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。
( Q: j% ]) y$ x% s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。
7 Y1 X L5 \' g; U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。
, h: a0 R4 q2 ?这才是以华为云GaussDB为代表的中国数据库真正的机遇所在。) Z; V) D j, f& o4 x
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。
* y3 \! S. A0 y1 s/ _( X8 j因为历史证明,好数据库是用出来的。
3 ^2 E+ I4 I6 ]$ s: t1978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。1 P. ^% D2 d( @
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。+ }# C3 [% b% _3 {
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。) p: w" d% t/ A1 [9 Y( L. v
积于跬步,方能行至千里。
- h7 ?( S& {/ t2 k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。
& ^7 i; k8 Q* j e* m' N1 n欢迎关注【华商韬略】,识风云人物,读韬略传奇。 O, W4 {+ g- s7 K; b5 s
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