搭建分布式數據庫 夯實數字化轉型之基

當前，數字化浪潮之下，隨著移動互聯、大數據等信息技術的快速發展，經濟社會發展形態加速向數字化轉變。銀行業的數字化轉型是建設數字中國的重要一環，其主要業務特征就是把數據作為新型生產要素，通過挖掘數據要素潛能，實現金融服務的數字化、線上化、移動化。

隨著數據量和并發訪問量的增加，傳統集中式數據庫存在軟硬件成本高、擴展能力差、并發性能不足、容災能力弱等問題，已無法持續滿足銀行高并發、高可用的業務發展需求。

直面不足 傳統集中式數據庫存在弊端

常熟農商銀行原數據庫技術架構為小型機AIX+DB2集中式數據庫，主要存在幾項弊端：成本高昂，原技術架構擴展性及容災能力需要多份冗余的高端小型機、大容量高端存儲以及相應的軟件平臺支撐，投入動輒上千萬元；擴展性差，原技術架構的擴展性無法滿足金融業務發展對資源的靈活擴縮容需求；并發性能不足，原技術架構在高并發業務以及大批量數據處理時存在明顯的性能瓶頸；容災能力弱，原技術架構無法同時滿足數據中心級容災和數據一致性要求。

分布式數據庫便是針對這些問題而發展衍生出來的一項創新。面對海量數據的高并發查詢及批處理壓力，常熟農商銀行基于業務場景將數據拆分到多臺x86服務器上，每臺服務器單獨承擔部分數據存儲和相應業務處理的工作，實現水平擴展和分布式數據計算、存儲、管理,具有高可用、高并發、高容錯性等優點，能夠極大地提高業務系統的穩定性和可用性。

多面考量 引入OceanBase分布式數據庫

常熟農商銀行于2018年引入國產化原生分布式數據庫OceanBase，以“隨時隨地為客戶提供個性化、全方位普惠金融服務”為目標，逐步應用到業務中臺、大零售營銷、移動廳堂、手機銀行等重要業務系統，并于2020年完成分布式數據庫從“單中心三副本”到“三中心三副本”架構的改造，實現了數據中心級容災能力。

為什么要引入OceanBase分布式數據庫，主要有幾點考慮。一是技術路線的差異化對比。當前，分布式數據庫實現的技術路線主要分為“分布式中間件+單機數據庫”“非對稱計算節點+分布式存儲”和“原生分布式數據庫”三種技術路線，不同路線的特征差異比較大，主要結合應用架構和業務發展訴求從數據庫技術能力和產品演進等維度進行對比分析和選型。二是語法兼容性的成本考量。OceanBase分布式數據庫既兼容MySQL數據庫語法，又兼容Oracle數據庫語法，可有效降低存量在運行系統的升級改造成本以及新系統引入適配改造成本。三是產品生態全方位分析。產品生態能力主要從數據遷移平臺、社區生態發展、培訓認證體系、售后技術支持等維度全方位分析，滿足業務發展對分布式數據庫平臺的可持續穩定運行需求。

科技賦能 打造分布式數字化核心賬務系統

為發揮金融科技賦能業務創新發展，推動數字化、智能化、生態化轉型，常熟農商銀行啟動“合芯4.0”項目，采用微服務、應用多活和分布式數據庫的全新技術架構，打造新一代分布式數字化核心賬務系統。

項目于2022年4月成功投產上線，上線后系統運行平穩、性能卓越。其中，日終批量時長從數小時縮短到9分鐘內，提升41倍；季度結息耗時縮短到16分鐘內，提升46倍；批量代發20萬筆可在55秒完成，提升651倍；業務TPS處理能力峰值提升到5500筆/秒，提升46倍；日終扣款30萬筆可在6分鐘完成，提升25倍，為業務穩健快速發展提供了有力支撐。

分布式數據庫架構的創新價值主要體現在“四重容災”“異構雙容”“雙芯多活”“資源池化”四個方面。

“一主三備”超強容災。主集群采用“兩地三中心五副本”架構，具備數據中心級容災，自身支持數據零丟失容災切換，應用自動恢復，同時部署同城備集群、異地備集群和同城DB2異構備庫。在“合芯4.0”項目容災測試階段，通過對分布式數據庫的軟件、硬件、網絡三大場景的41個關鍵案例進行全方位測試驗證，容災能力滿足核心賬務系統業務連續性需求。

數據庫異構，應用雙兼容。核心賬務應用程序經過適配改造和數據庫配置調整，一套應用程序同時兼容OceanBase分布式數據庫和DB2數據庫，業務交易數據通過同步平臺準實時同步，實現了核心賬務應用系統的數據庫異構容災機制。

主備集群異構芯混合部署。OceanBase主集群和同城OceanBase備集群分別采用x86芯服務器和ARM芯服務器，主集群承載實時讀寫和批處理業務場景，同城備集群承載監管報送供數等查詢場景。

資源池化，靈活擴展?；跇I務發展趨勢規劃分庫方案，同時各分庫通過分布式數據庫租戶機制承載，并將租戶均衡打散到所有服務器上，充分利用所有主機資源滿足業務需求。所有租戶之間實現資源隔離和故障隔離，租戶動態增加或降低資源配置可實現彈性伸縮，集群通過增加服務器節點和租戶在線遷移實現橫向擴展，可有效滿足未來業務快速發展的資源靈活擴展需求。

優化提升 運維分布式數據庫

常熟農商銀行自引入分布式數據庫OceanBase后，逐步應用到OA辦公、業務樞紐、手機銀行、智慧食堂、超網、國際結算、企業綜合金融服務平臺和核心賬務等業務系統，目前租戶數量已達140多個。國產化分布式數據庫的成功上線只是金融業務數字化的起點，在業務快速發展和分布式數據庫技術快速更新迭代的趨勢下，如何保障分布式數據庫長期穩定高效運行愈發重要。

“運維前置”，提前化解風險。采用“運維前置”策略，持續在數據庫對象設計、性能壓測以及生產性能巡檢等階段全方位進行對象設計評審優化和TOP-SQL分析優化，提前發現性能風險或性能問題，并加以優化和解決。采用分布式數據庫構建歷史庫集群，歷史庫集群采用低成本硬件部署，基于業務訴求將主集群中業務歷史數據定時歸檔到歷史庫中供業務查詢使用，主集群主要用于承載在線實時讀寫交易場景，極大地緩解了高并發業務場景下主集群的運行壓力。

完善容災機制，保障業務連續性。分布式數據庫的數據備份恢復及容災機制對于業務系統穩定運行應急保障至關重要。第一，充分利用OceanBase分布式數據庫的數據閃回查詢能力，可有效快速應對數據級災難問題的解決。第二，按需將數據備份進行存儲或轉儲保留，并定期進行備份恢復校驗，以驗證備份介質的有效性。第三，每年按規劃定期基于災備管理平臺進行全流程自動容災演練，定期驗證分布式數據庫架構容災機制和恢復預案。第四，鑒于業務數據量的快速增長，為充分發揮分布式數據庫架構優勢，搭建高帶寬備份專網環境以及分布式混閃存儲，以提升備份恢復時效，為平臺高效運行和業務連續性提供有力保障。

保障多中心DNS高可用性。在應用雙機房雙活以及分布式數據庫多中心部署架構下，從應用端發起請求到目標服務器之間需要經過硬負載F5到OBProxy再到目標OBServer，該鏈路最多可能會發生三次跨機房訪問。DNS由F5 GTM提供，機房內和機房間均實現高可用；VIP由F5 LTM提供，機房內實現高可用。

規劃建設智能運維平臺。為更高效滿足新型敏捷化業務發展需求，充分發揮分布式數據庫資源池化等優勢，規劃建設智能運維平臺，基于專家經驗和機器學習等算法對收集的可觀測基礎數據進行全方位分析實現一鍵交付、優化中心、實時診斷、自治自愈等高效運維能力，將大幅提升分布式數據庫運維交付效率，提升業務系統運行穩定性和金融服務體驗。

分布式數據庫是銀行業數字化轉型的重要支撐，它的應用創新實踐標志著銀行業的國產化遷移改造正在從邊緣系統向核心系統攻堅。常熟農商銀行將充分發揮分布式數據庫高可用、高性能優勢，為業務提供穩定、快速、安全、可靠的數據支持，向客戶提供更優質的金融服務。