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分布式事务数据在金融领域实战

国内数据库 作者:xubeibei 时间:2021-01-15 15:05:24 0 删除 编辑

随着中国经济不断发展,影响不断加深,人才建设及教育体系也愈加成熟。尤其在助学贷款政策实施上,从战略决策到系统搭建,从需求升级到技术变革,每一次迭代与创新都标志着教育体系的不断完善,为更多学子把梦想照进了现实。

这背后,国家开发银行助学贷款系统在此建设上发挥着至关重要的作用,热璞数据库有幸承担了此系统中分布式事务数据库项目,这是首个国产数据库在金融 A类系统项目中的成功应用,且 该项目被评为人行 2018 年度银行科技发展二等奖。

国家开发银行助学贷款双系统并行运行案例的项目背景

国家助学 贷款是党中央、国务院运用市场化手段解决家庭经济困难学生就学难问题的重要举措,是阻断贫困代际传递,实现教育改变贫困命运的重要保障。 国家开发银行紧密结合开放性金融的独特性,密切跟踪互联网发展潮流,经过近十年的持续建设,已成为流程规范、服务便捷、结算丰富、覆盖广泛并形成全国极具影响力的助学贷款业务平台。 国家开发银行累计签订助学贷款合同2100多万份,累计发放助学贷款人民币1360亿元,占全国助学贷款业务总量的90%以上,覆盖了28个省(自治区、直辖市)、2296个县(区)、2711所高校,涵盖了教育部认可的所有大学、高职专科、二级学院等各类院校。

在“互联网+”行动计划和大数据国家战略指引下,大数据、云计算、移动互联等一批先进技术必将加速创新和应用,以及 随着办理助学贷款学生数量逐年稳步增长,用户对系统的易用性、便捷度、响应时效和稳定性等提出了更高要求。 随 着业务、技术的快速发展,在不断大量增长的用户和不断创新的业务模式的冲击 下,基于传统架构的助学贷款系统已无法全面满足业务发展的需要。 系统面临的挑战主要包括 :

1、 面临助学贷款合同电子化办理业务全国覆盖的挑战,业务处理能力有待进一步提升;

  2、相关系统多且耦合度高,涉及生源地助学贷款业务系统、生源地学生在线系统、高校助学贷款系统、高校学生在线系统和助学贷款信息网;

3、产品化、服务化建设思路不足,各系统都是按照传统的MVC模式设计开发,系统各功能模块、前后端耦合度高;

4、快速横向扩展能力不足,采用Oracle数据库后,当单数据库达到服务器性能瓶颈时无法实现快速横向扩展;

5、系统访问方式相对单一,目前只有PC端和支付宝还款,暂无独立的手机端以及微信端等多渠道方式;

6、业务受理高峰期国家开发银行95593助贷热 线支持压力较大。

根据上述当前遇到的主要问题,国家开发银行按照夯实基础、稳中求进、快速见效的思路,制定了助学贷款系统群升级的目标,从升级技术架构、优化电子文件、搭建融合数据库、推动智慧化转型四个方面,对系统进行全方位升级改造,全面提升助学贷款系统IT支撑保障能力和客户服务水平,以适应助学贷款业务高并发“潮汐”式的特点。

应用实施方案
助学贷款系统完全基于Oracle数据库的单体应用架构,改造成分布式事务数据库和应用分布式结合,且两种数据库架构融合过度的可扩展的技术架构,完美地做到助学贷款业务高峰期稳定运行,系统完美地具备快速、灵活的横向扩展能力,通过前后端分离、微服务治理将系统逐步从传统单体应用转型为分布式应用,同时配套建立服务动态调度机制,做到分布式服务实时管控。对助学贷款学生在线系统业务逻辑进行梳理,按照实际操作的业务场景,将原学生在线各功能重新优化调整并进行服务化设计并按照分布式服务框架(DSF)进行服务封装,形成基于不同数据库的服务。

经验总结
国家开发银行将云计算、人工智能、分布式事务数据库等为代表的新技术应用与国家教育脱贫攻坚战略紧密结合,对助学贷款系统群进行全面升级,形成了以用户为中心的一站式、一致性、简约的前端,规则化、服务化的中台,可扩展、高可用的后台,强有力保障了国家助学贷款业 务受理高峰,实现业务受理量及峰值再创新高,为业务长期稳定健康运行奠定了基础,切实提升助学贷款IT服务水平。 按照业务实际交互操作和数据量,在对原 Oracle集中式数据库分表、分区、SQL优化的基础上,搭建起基于分布式事务数据库HotDB,一是对助学贷款高峰期频繁访问和数据量较大的表进行水平分片,彻底解决数据库的横向扩展能力;二是通过分布式事务数据库HotDB 的计算引擎实现对数据水平拆分后的访问透明,实现数据垂直分片、水平分片、全局表、实时强一致分布式事务、事务隔离级别、分布式锁、死锁智能检测、死锁智能解除、全局唯一序列、全局唯一约束、读写分离、计算引擎服务高可用、存储引擎副本高可用、数据分片在线智能优化、表结构和索引智能优化、 SQL语句智能优化、SQL防火墙、数据库误操作亚秒级闪回等功能;三是通过Oracle GoldenGate实现集中式Oracle数据库与分布式事务数据库之间的数据双向同步,解决读、写在分布式应用和集中式单体应用之间的灵活切换。

基于热璞数据库HotDB在国家开发银行助学贷款项目中的优秀表现,我们从产品的技术架构层面来show下它的优秀。  热璞数据库HotDB Server: 一款实现业务系统数据容量和处理性能可横向扩展的交易关系型分布式事务数据库产品,解决实时交易业务系统的 “两大三高” (即大规模用户、大规模数据、高可靠、高并发、高吞吐)问题。
技术架构

热璞分布式事务数据库产品HotDB Server是由计算引 热璞分布式事务数据库产品 HotDB Server由自主研发的计算引擎(或称计算节点,支持主备高可用模式、负载均衡集群模式)、存储引擎HotDB Engine( 或称存储节点,支持主备模式、主备多从模式、分布式一致协议集群模式)、高度产品化的可视管理平台 HotDB Management 、数据备份还原软件 HotDB Backup( 支持在线不阻塞业务访问的完整备份、增量备份呢,及支持数据还原到指定的任一时间电或归档日志位置),产品技术架构图如下所示: 、灾备软件、管理平台等部分。 
发的计算引擎(或称计算节点,支持主备高可用模式、负载均衡集群模式)、存储引擎H 热璞分布式事务数据库产品 HotDB Server由自主研发的计算引擎(或称计算节点,支持主备高可用模式、负载均衡集群模式)、存储引擎HotDB Engine( 或称存储节点,支持主备模式、主备多从模式、分布式一致协议集群模式)、高度产品化的可视管理平台 HotDB Management 、数据备份还原软件 HotDB Backup( 支持在线不阻塞业务访问的完整备份、增量备份呢,及支持数据还原到指定的任一时间电或归档日志位置),产品技术架构图如下所示:

技术指标
分布式事务数据库产品 HotDB Server 承诺做到 10万及以上连接数、10万及以上并发数、数据服务吞吐量和数据存储容量的扩展系数大于等于95%、数据服务可靠性99.99%及以上、数据服务的故障恢复时间(RTO )小于等于 3秒、数据强一致(RPO=0 )数据服务响应时间毫秒级,其他技术指标如下图所示:

优秀表现
站在传统行业交易型业务系统需求角度设计产品,将数据正确、稳定可靠、应用透明、极致性能、智能自治等不断实现产品化。

技术 : 根据业务特征自动演算最佳分片方案及数据重均衡,做到对应用透明的实时强一致分布式事务、悲观锁、智能发现死锁和解除、标准数据库隔离级别、全局唯一约束、弹性伸缩等分布式事务数据库核心功能;

产品化: 可视化界面实现安装部署、强一致在线备份恢复、容灾等复杂运维工作,提供智能大屏、智能拓扑、智能一键升级、智能性能优化等助力用户轻松掌控分布式事务数据库系统;

成本 : 成熟的产品化降低用户使用和学习门槛,如自动计算分片方案、数据弹性扩缩容及重均衡、易运维等,通过内部算法实现极致性能,基于普通硬件环境能够提供远超于集中式架构的性能水平,降低50%以上的单笔交易信息投入成本。


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