SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫是一款金融級(jí)分布式數(shù)據(jù)庫，主要面對(duì)高并發(fā)實(shí)時(shí)處理型場(chǎng)景提供高性能、可靠穩(wěn)定以及無限水平擴(kuò)展的數(shù)據(jù)庫服務(wù)。

用戶可以在 SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建多種類型的數(shù)據(jù)庫實(shí)例，以滿足上層不同應(yīng)用程序各自的需求。

SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫支持 MySQL、MariaDB、PostgreSQL 和 SparkSQL 四種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫實(shí)例、JSON 文檔類數(shù)據(jù)庫實(shí)例、以及 S3 對(duì)象存儲(chǔ)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)實(shí)例。

關(guān)鍵特性

SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫可以為用戶帶來如下價(jià)值：

1、完全兼容傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分片對(duì)應(yīng)用程序完全透明

2、高性能與無限水平彈性擴(kuò)展能力

3、分布式事務(wù)與 ACID 能力

4、同時(shí)支持結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)

5、金融級(jí)安全特性，多數(shù)據(jù)中心間容災(zāi)做到 RPO=0

6、混合負(fù)載，同時(shí)運(yùn)行實(shí)時(shí)處理與批處理任務(wù)且互不干擾

7、多租戶能力，云環(huán)境下支持多種級(jí)別的物理與邏輯隔離

核心特性

一、彈性水平擴(kuò)展

作為一款分布式數(shù)據(jù)庫，支持無限彈性水平擴(kuò)展是 SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫的基本特性，其底層的分布式存儲(chǔ)引擎與上層的數(shù)據(jù)庫實(shí)例均支持無限彈性水平擴(kuò)展能力。

SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫實(shí)例均無狀態(tài)并使用 TCP/IP 協(xié)議對(duì)外提供服務(wù)。為了提升整體處理能力，用戶可以通過增加服務(wù)器數(shù)量或創(chuàng)建額外的數(shù)據(jù)庫實(shí)例實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用的水平彈性擴(kuò)張。

分布式存儲(chǔ)引擎內(nèi)部包含三種類型的節(jié)點(diǎn)：協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)、編目節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)。

其中協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)主要作為數(shù)據(jù)請(qǐng)求的路由進(jìn)程，對(duì)來自上層數(shù)據(jù)庫實(shí)例的請(qǐng)求進(jìn)行分發(fā)，并對(duì)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)返回的結(jié)果進(jìn)行匯總。因此，每個(gè)協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)均無狀態(tài)，可以通過增加協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量提升數(shù)據(jù)路由層的處理能力。

編目節(jié)點(diǎn)默認(rèn)使用三副本，由于只有當(dāng)協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)第一次訪問某個(gè)表或集合時(shí)才需要讀取編目節(jié)點(diǎn)，且建表與更改集群拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)才需要寫入編目節(jié)點(diǎn)，因此在正常生產(chǎn)環(huán)境中編目節(jié)點(diǎn)的訪問量極低，基本不可能成為瓶頸。

數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)則采用水平分片的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向切分，用戶可以通過增加復(fù)制組或數(shù)據(jù)分片的方式，對(duì)數(shù)據(jù)引擎層的存儲(chǔ)進(jìn)行彈性水平擴(kuò)展。

二、高可用與容災(zāi)

由于 PC 服務(wù)器內(nèi)置物理磁盤不同于傳統(tǒng)小型機(jī)加存儲(chǔ)設(shè)備的架構(gòu)，在 PC 服務(wù)器出現(xiàn)物理故障時(shí)無法保障存儲(chǔ)在本地磁盤的數(shù)據(jù)不丟不壞，因此所有基于 PC 服務(wù)器內(nèi)置盤架構(gòu)的數(shù)據(jù)庫，必須采用多副本機(jī)制以保障數(shù)據(jù)庫的高可用與容災(zāi)。

數(shù)據(jù)庫實(shí)例

由于數(shù)據(jù)庫實(shí)例進(jìn)程均為無狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，因此同樣配置的數(shù)據(jù)庫實(shí)例進(jìn)程可以互為高可用冗余。不論創(chuàng)建 MySQL、PostgreSQL、JSON API 或 S3 實(shí)例，每個(gè)實(shí)例對(duì)外均可暴露一個(gè)或多個(gè)接入地址(IP 地址+端口)。應(yīng)用程序連接到任意一個(gè)接入地址均可向數(shù)據(jù)庫實(shí)例進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作，且保證多個(gè)接入地址之間的數(shù)據(jù)一致性。用戶可以為每個(gè)實(shí)例的多個(gè)接入地址前置一個(gè)類似 Ngnix 或 F5 的高可用負(fù)載均衡設(shè)備，即可輕易實(shí)現(xiàn)多個(gè)接入地址的高可用冗余。

協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)

作為數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)引擎的路由節(jié)點(diǎn)，協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)自身無狀態(tài)，因此所有協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)之間可以作為完全對(duì)等配置，對(duì)上層應(yīng)用程序或計(jì)算引擎做到高可用。應(yīng)用程序可以通過上層數(shù)據(jù)庫實(shí)例訪問數(shù)據(jù)，也可直接對(duì)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)引擎進(jìn)行 API 訪問。當(dāng)應(yīng)用程序直接連接到協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行 API 操作時(shí)，應(yīng)用可以通過 SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫客戶端連接池配置多個(gè) IP 地址與端口實(shí)現(xiàn)高可用配置。如果應(yīng)用通過上層數(shù)據(jù)庫實(shí)例進(jìn)行訪問，所有數(shù)據(jù)庫實(shí)例均支持多個(gè)接入地址的高可用的配置方式。

編目節(jié)點(diǎn)

編目節(jié)點(diǎn)作為數(shù)據(jù)字典，維護(hù)了 SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)引擎的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、安全策略、表與集合定義以及分片規(guī)則等一系列信息。在 SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫的集群配置中，編目節(jié)點(diǎn)以一個(gè)獨(dú)立復(fù)制組的方式存在，默認(rèn)使用三副本強(qiáng)一致同步策略。在故障發(fā)生時(shí)，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題均可將服務(wù)實(shí)時(shí)漂移到其他的對(duì)等節(jié)點(diǎn)中。

數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)

SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫中所保存的用戶數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行存放與讀取。在集群部署環(huán)境中，每個(gè)數(shù)據(jù)復(fù)制組均會(huì)默認(rèn)使用三副本進(jìn)行數(shù)據(jù)存放。在數(shù)據(jù)復(fù)制組中，任何一個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)程出現(xiàn)故障，該復(fù)制組內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)將會(huì)實(shí)時(shí)接管其服務(wù)。具體來說，如果發(fā)生故障的節(jié)點(diǎn)為該復(fù)制組內(nèi)的主節(jié)點(diǎn)，則其余的從節(jié)點(diǎn)將會(huì)在檢測(cè)到心跳中斷后發(fā)起投票請(qǐng)求，使用 Raft 協(xié)議選舉出新的主節(jié)點(diǎn);而如果發(fā)生故障的為從節(jié)點(diǎn)，則協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到心跳中斷后將會(huì)將該數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)存在的會(huì)話轉(zhuǎn)移至其余數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，盡可能對(duì)應(yīng)用程序保持透明。

異地容災(zāi)

在傳統(tǒng)的多節(jié)點(diǎn)投票選舉機(jī)制中，為了確保復(fù)制組內(nèi)的節(jié)點(diǎn)不會(huì)發(fā)生腦裂問題，集群必須確保超半數(shù)節(jié)點(diǎn)存活且達(dá)成投票共識(shí)，才能將其中一個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)或編目節(jié)點(diǎn)當(dāng)選為主節(jié)點(diǎn)以提供讀寫服務(wù)。但是在同城雙中心或類似的環(huán)境下，用戶很難保證在任何一個(gè)中心發(fā)生整體故障時(shí)，整個(gè)集群所有復(fù)制組依然會(huì)有超半數(shù)的節(jié)點(diǎn)存活。因此，SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫使用集群分離與合并功能，能夠在同城雙中心的環(huán)境中進(jìn)行秒級(jí)集群分裂，將原本處于兩個(gè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的單集群分裂為兩個(gè)獨(dú)立部署的集群，保證在存活數(shù)據(jù)中心內(nèi)的數(shù)據(jù)服務(wù)能夠以秒級(jí)啟動(dòng)并提供完整的數(shù)據(jù)庫讀寫服務(wù)，同時(shí)保證交易數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠，做到秒級(jí) RTO、RPO=0。

三、分布式事務(wù)
SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫支持強(qiáng)一致分布式事務(wù)功能。利用二段提交機(jī)制，SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫在分布式存儲(chǔ)引擎實(shí)現(xiàn)了對(duì)結(jié)構(gòu)化與半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致分布式事務(wù)功能，不論用戶創(chuàng)建哪種數(shù)據(jù)庫實(shí)例，其底層均可提供完整的分布式事務(wù)及鎖能力。

SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫完整支持三種隔離級(jí)別，同時(shí)支持讀寫鎖等待以及讀已提交版本機(jī)制。

四、多模式接口
SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫通過數(shù)據(jù)庫實(shí)例的形式提供多種關(guān)系型以及非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫兼容引擎，支持結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。在當(dāng)前版本中，SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫支持包括 MySQL、MariaDB、PostgreSQL 以及 SparkSQL 在內(nèi)的四種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫引擎，同時(shí)支持 JSON API 的半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)引擎，以及 S3 對(duì)象存儲(chǔ)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)引擎。

使用多模式接口機(jī)制，用戶可以使用 SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫服務(wù)于任何類型的應(yīng)用程序，真正做到分布式數(shù)據(jù)庫的平臺(tái)化服務(wù)。

五、混合負(fù)載
一般來說，混合負(fù)載意味著數(shù)據(jù)庫既可以運(yùn)行 OLTP (Online Transactional Processing) 聯(lián)機(jī)交易，也可以同時(shí)運(yùn)行 OLAP (Online Analytical Processing) 統(tǒng)計(jì)分析業(yè)務(wù)。但是，用戶想要在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫中針對(duì)同樣的數(shù)據(jù)在同一時(shí)刻運(yùn)行兩種不同類型的業(yè)務(wù)，往往數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的 CPU、內(nèi)存、I/O 和網(wǎng)絡(luò)等硬件資源會(huì)形成較多的資源爭用，導(dǎo)致對(duì)外的聯(lián)機(jī)交易服務(wù)性能與穩(wěn)定性受到影響。

在 SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫中，用戶可以針對(duì)復(fù)制組的多副本，在節(jié)點(diǎn)和會(huì)話等多個(gè)級(jí)別指定讀寫分離策略，同時(shí)可以通過創(chuàng)建數(shù)據(jù)共享但不同類型的數(shù)據(jù)庫實(shí)例(例如 MySQL 實(shí)例與 SparkSQL 實(shí)例)，分別服務(wù)于實(shí)時(shí)處理業(yè)務(wù)與統(tǒng)計(jì)分析業(yè)務(wù)，做到針對(duì)同樣數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理與統(tǒng)計(jì)分析業(yè)務(wù)同時(shí)運(yùn)行且互不干擾。

六、多租戶隔離
對(duì)于分布式數(shù)據(jù)庫來說，其存在的價(jià)值不僅僅在于解決單點(diǎn)數(shù)據(jù)量大的問題。更是在應(yīng)用程序微服務(wù)化的今天，分布式數(shù)據(jù)庫需要以一種平臺(tái)化(PaaS)的形式對(duì)上層大量的應(yīng)用與微服務(wù)同時(shí)提供數(shù)據(jù)訪問能力。在這種情況下，如何做到不同微服務(wù)之間所對(duì)應(yīng)的底層數(shù)據(jù)邏輯與物理隔離，是保障云環(huán)境中分布式數(shù)據(jù)庫安全、可靠和性能穩(wěn)定的前提。

在 SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)域可以用于復(fù)雜集群環(huán)境中對(duì)資源進(jìn)行邏輯與物理劃分隔離。例如，在極為重要的實(shí)時(shí)處理型賬務(wù)類應(yīng)用中，其物理資源往往需要與審計(jì)后督類業(yè)務(wù)完全隔離，以保障在任何情況下審計(jì)類業(yè)務(wù)的復(fù)雜壓力不會(huì)影響到核心賬務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。同樣，不同的數(shù)據(jù)域之間的數(shù)據(jù)安全性配置、硬件資源環(huán)境等往往也不盡相同。

通過包括數(shù)據(jù)域、混合負(fù)載、多模式接口、水平彈性擴(kuò)展在內(nèi)的多種機(jī)制，SequoiaDB 巨杉數(shù)據(jù)庫能夠保障應(yīng)用程序在云環(huán)境下的多租戶隔離。