数据库四十载：从独占鳌头到国产崭露头角

　　23年磨一剑。

　　文 | 华商韬略 熊剑辉

　　今天，见证国产数据库的崛起。

　　【扼住数据的“咽喉”】

　　5月22日，华为完成一件了不起的大事：全球88家子公司的MetaERP系统，成功实现大规模切换。

　　这是一场史无前例的“全球总动员”。

　　整个切换过程耗时15小时，地跨亚太、欧洲、中东中亚、南部非洲、拉美5个地区部、6个账务共享中心、75个国家，涵盖ICT、华为云、终端等多个产业。

　　从未有哪家中国企业，进行过规模如此之大、范围如此之广、复杂程度如此之高的软件工程，这也是“华为有史以来最广泛、最复杂的转型项目”。

　　ERP（Enterprise resource planning企业资源计划)，是企业对人员、资金、业务等进行全方位管理的系统软件，也是最关键、最核心的企业级IT应用。过去20多年，华为一直使用甲骨文ERP，以支撑其每年数千亿、遍布170多个国家和地区的庞大业务。

　　但2019年，美国突如其来的“制裁”“断供”，令甲骨文中断了ERP的升级服务。

　　而ERP软件的底座，是号称“软件皇冠上明珠”的数据库。所以，很多ERP只是搞定了面上的“一张皮”，却搞不定内在的“一团魂”，无法替代甲骨文的ERP。

　　有人评价，华为很可能因此重返“农业社会”。

　　上承软件、下接硬件的数据库，就这样变成了大国博弈的“杀手锏”。

　　但这种“抵背扼喉”的致命压制，对华为来说却只道是寻常。

　　30多年前，华为还是一家初创小公司，靠着帮珠海、香港的公司做代理卖交换机，赚到了“第一桶金”。

　　但看华为卖得好，供应商很快就“断供”了。

　　用任正非的话说：当时根本无路可走。

　　被逼无奈下，华为只好自主研发交换机，并大获成功。

　　类似的“被逼无奈”不计其数，终于把一只“虫”生生逼成了一条“龙”。

　　2019年被制裁后，华为不得不在“极限生存”条件下自研“一切”：从芯片、电路板，到操作系统，以及ERP、数据库。

　　终于——

　　2023年5月22日，华为成功实现MetaERP系统大规模切换，相当于宣告MetaERP系统、GaussDB数据库的研发取得全面成功。

　　用华为董事、质量流程IT部总裁陶景文的话说：“我们已经突破了封锁，我们活了下来！”

　　今天（6月7日），华为云再度揭开了新一代金融级分布式数据库GaussDB的帷幕。

　　孤注一掷下，GaussDB实现两大突破：

　　一是核心代码，100%自主研发；二是，GaussDB是国内首个软硬协同、全栈自主的数据库，即可以实现从芯片、服务器、存储、网络，到操作系统、数据库的全栈迁移及替换。

　　要知道，芯片、操作系统、数据库，号称现代信息技术的三大核心基础。

　　但不论是X86的CPU，Windows、Linux的操作系统，还是Oracle、MySQL的数据库，基本都被美国把持。

　　数据库的重要程度，更是不亚于芯片。

　　大到国家统计、金融交易，中到企业管理、财务信息，小到聊微信、刷抖音、点外卖、玩游戏……APP、小程序的背后，都是数据库作为底层核心在支撑。

　　而且，数据库都是7X24小时不间断运转，不仅要安全可靠、无时延快速地记录每笔数据，甚至在“618”“双11”这种数据洪峰面前，都不能有丝毫错误。

　　2020年“两会”期间，全国人大代表、合肥工业大学应用数学研究所所长檀结庆对媒体表示，甲骨文、IBM、微软等国际厂商把持着87.7%的市场份额，数据库行业基本被美国垄断。

　　由于牵一发而动全身，数据库产品极具黏性，导致在最核心的金融、能源、通信等关键领域，即便有全面断供的风险，也鲜有人动得了Oracle们的“奶酪”。

　　如今华为云GaussDB的问世，正试图击破这块“铁壁”。

　　【数据库“帝国”大裂变】

　　数据库时代的潮水变迁，要追溯到40多年前。

　　上世纪70年代，IBM的天才研究员科德，把关系型数据库的理论、模型和查询语言SQL，一并琢磨了出来。

　　只不过“蓝色巨人”依然沉迷于大型计算机，结果让“硅谷大忽悠”拉里·埃里森抓住了史诗级的机会。

　　1977年，埃里森创立甲骨文，并根据科德的论文研发出Oracle数据库。

　　早期的Oracle相当不靠谱，但埃里森还是忽悠了美国海军、中情局、国家航天局当“冤大头”，赚到了“第一桶金”。

　　上世纪90年代，甲骨文的Oracle、IBM的DB2、微软的SQLServer等数据库开始各领风骚。Oracle占据市场先机，日益成熟，令甲骨文的营收连续12 年翻番，成为全球第二大软件公司，一度令埃里森问鼎“硅谷首富”。

　　1996年，免费开源数据库MySQL在瑞典诞生。它原本能跟Oracle掰掰手腕，随着2009年甲骨文完成对SUN公司的收购，MySQL也一并被甲骨文收入囊中。

　　这意味着，Oracle（闭源）和MySQL（开源）两条技术路线，都彻底在甲骨文的掌控之中。

　　美国数据库产业在大杀四方，此时中国的数据库技术却囿于象牙塔。

　　结果90年代末，甲骨文们一到中国，就接连斩获金融、电信、航空等领域的超级大单，占据了绝对垄断地位。

　　关系型数据库，成就了甲骨文们统治全球的黄金时代。

　　但2008年，时代的洪流突然逆转：NoSQL（非关系型数据库）诞生了。

　　驱动这场新变革的，是电商。

　　2007年，阿里98%的系统和业务都跑在Oracle数据库上，IT开销暴涨。

　　但2009年，即便淘宝跃升为Oracle全球居前的超级应用集群，集群的CPU跑冒了烟，还是扛不住“双十一”的超级洪流。

　　战无不胜的Oracle，不灵了！

　　这背后，是图片、语音、视频等非结构化数据呈现指数级暴涨，必须用“云计算+NoSQL”的办法来解决。

　　比如，你可以把关系型数据库，看成一家“淄博烧烤店”。在Oracle支持下，它每天能招待1000位客人，爆满了。

　　但现在，“店里”又涌进了1000万人。他们不但要吃烧烤，还要买紫米饼、逛八大局、看鹧鸪戏……

　　这种天量的、爆发式增长的非结构化数据，瞬间就会冲破关系型数据库的天花板。

　　所以，“烧烤店”必须升级成云端“烧烤城”。

　　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裂变，爆发了！

　　在分布式数据库里，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。

　　于是，200万人在A区吃烧烤，300万人在B区逛街，400万人在C区看戏……

　　另外，云计算通过存算分离、弹性分配等手段，还能打破资源瓶颈，让分布式数据库自由伸缩、无限扩展。

　　也就是说，哪怕“烧烤城”突然涌进1亿人，分布式数据库“遇强更强”，依然能应对自如。

　　这是传统的关系型数据库，根本无法比拟的。

　　如今，NoSQL更进一步发展到NewSQL（新关系型数据库），以便整合传统关系型数据库和NoSQL的优势，使其在OLTP（联机事务处理）和OLAP（联机分析处理）上都能大显身手。

　　据Gartner预测，2024年，全球数据库市场规模突破千亿美元，而分布式数据库将是最主要的市场增量。

　　那么，只要对准云化、分布式数据库的城墙口冲锋，国产数据库就一定会迎来“换道超车”的大机会。

　　【历时23年，强渡“大渡河”】

　　实际上，华为下决心自研数据库的初衷，一点都不“高大上”。

　　2000年，华为的电信业务迅猛增长。但客户这边业务结算耗时长，甚至结算不了的状况，让人大伤脑筋。因为电信业务定制多、改动大，只能用国外数据库。可一旦出问题，“原厂大佬”又请不动。

　　客户很着急，问题很严重。华为人只能壮着胆子，试着改一改，写起了数据库代码。

　　事就是这么干起来的。

　　但自研数据库，决不能拿客户当“小白鼠”。所以，“狗粮”必须自己啃，数据库先在内部用。

　　结果一用，问题不断，骂声一片，“吐槽”的邮件雪片般飞舞，甚至捅到高管层，让研发团队大呼“要命”。

　　所有人都不自觉在拿业界的最高标准Oracle，来要求初生的华为数据库。

　　而开发数据库的内核，更像在刀尖上起舞。因为如果第1颗“扣子”没“扣正”，你可能并不知情；但等问题一暴露，你发现已经“扣歪”了10万颗“扣子”了。

　　这时候，多年的心血付之一炬，架构又要推倒重来，没有人扛得住这样的泣血折磨。

　　但是正是在客户的“骂声”、华为自身内部业务的打磨下，经过多个技术路线融合、多个版本迭代下，才形成了今天的分布式数据库GaussDB。

　　2022年4月，中国邮政储蓄银行（以下简称“邮储银行”）新一代个人业务分布式核心系统成功上线，一举成为全球最大的银行分布式新核心系统。

　　核心系统是银行的“大脑”和“心脏”，不但承载关键任务，而且在亿万次存储、计算中不容丝毫闪失。

　　以往，这是Oracle才能染指的“禁区”。

　　但金融服务在线化，使交易频次极速提高，传统Oracle数据库的容量瓶颈、性能支撑、业务负载越来越大，系统资源缺乏弹性，拥堵成了家常便饭。

　　这次，华为云GaussDB无缝衔接，打破“铁律”。

　　新系统上线后，邮储银行实现日均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。

　　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，季度结息时间从140分钟缩短到25分钟，性能、效率大幅提升。

　　2023年4月，在“英雄强渡大渡河”MetaERP表彰大会上，华为宣布：自主可控的MetaERP完成了对旧ERP的完全替换。

　　在这场世界级难度的攻坚战中，华为云GaussDB作为MetaERP的智能数据底座，凭借其高弹性、高性能、高可用等特性，通过了这场终极挑战。

　　首先，ERP每天要处理海量的业务和数据，其中包括各类应用与ERP的逻辑集成点3950个、数据集成点27000个，以及销售订单行76万、应付开票行21万、会计分录行1500万……

　　由于华为的业务极度复杂，账本业务量几乎是业界第一，对存储空间要求极高。

　　但华为云GaussDB通过GTM-Lite技术，实现了计算与存储的自由水平扩展，并能根据业务压力动态伸缩读节点，读吞吐量提升2倍，主/读节点间数据同步秒级时延；容量更从单库TB级扩展到PB级；支持业务压力自动负载均衡，一举解决了传统数据库扩展性不足的问题。

　　因此，即使面对超大规模业务，以及ERP海量数据存储和并发访问的压力，华为云GaussDB照样能轻松应对。

　　其次，ERP频繁的业务查询，需要系统在面对成倍并发量时，性能依然保持稳定。

　　为此，华为云GaussDB通过使用大并发线程池技术，不仅大幅提高系统响应速度，还最大程度节省了资源；加上全新上线的Ustore存储引擎，能将“有效数据”与“垃圾数据”分离存储，同时采用多版本索引技术，有效提升了存储空间的效率和性能。

　　由此，华为云GaussDB性能抖动降低70%，整体性能提升10%以上；而3000万笔/天的会计分录峰值处理，从30分钟延时变成了实时处理，效率大幅提升。

　　再次，在高可用性方面，华为云GaussDB还提供了同城AZ（物理资源）内、跨AZ、异地跨Region的两地三中心容灾方案和1000公里以上的城市级容灾能力。

　　哪怕故障的发生不可避免，跨AZ切换时间短于1分钟，城市级故障分钟级恢复，并确保每一笔交易准确记录，真正实现“数据零丢失、业务永在线”。

　　23年磨一剑。今天，人们得以见证GaussDB的崛起。

　　【重构数据库世界“新版图”】

　　在数据库的世界中，在海量数据、任务并发的情况下，如何让数据处理“不出错”？这是一件极端困难的事情。

　　这仿佛是在1000万人涌动的“烧烤城”里，要求不走丢人、不传错菜、不走错路。

　　怎么可能？

　　但在金融、电信、能源、航空等系统中，极度苛求“稳定压倒一切”。

　　而凭借高性能、高可用、高安全、高智能、高弹性，以及易部署、易迁移的特性，GaussDB做到了。

　　2023年，GaussDB在工行核心信贷系统中，上线了业界领先的同城双集群RPO=0（即故障恢复后数据零丢失）方案。

　　这个方案的强大之处在于，同城两大数据中心，通过数据库软件独立部署，实现了软硬件故障完全隔离。所以，一个数据中心升级（或瘫痪），完全不影响备用中心正常展开业务。

　　这一架构，真正实现了7*24小时不间断服务，双集群下RPO=0，达成极致的同步性能。

　　在各类专业测评中，GaussDB拿奖拿到手软：

　　2022年11月，通过数据库产品最高标准EAL4+认证，成为国内唯一获得国际CC认证的产品；

　　2023年2月，完成中国信通院《分布式事务型数据库稳定性测评》；

　　3月，完成信通院《全密态数据库基础能力测评》；

　　4月，荣获中国电子学会科学技术奖科技进步“一等奖”。

　　此外，GaussDB还通过了信通院防篡改、智能化、分布式事务基础能力三大专项严苛评测。

　　所谓防篡改，就是极端情况下，GaussDB依然具备识别风险、防止篡改、备份还原的能力；甚至在内存中实施运算态加密，实现了数据全生命周期内的安全保护，成为业界第一款纯软全密态数据库。

　　所谓智能化，就是GaussDB作为全球首款AI-Native数据库，提供了从开发到运维的全流程“自动驾驶”能力，并通过趋势预测算法，帮管理者推理预警、智能决策。

　　所谓分布式事务型数据库基础能力，就是一旦出现高并发需求，GaussDB瞬时反应，就近调集分布式的CPU、内存、存储等系统资源，从而实现秒级弹性伸缩的能力。

　　而GaussDB全栈自研的软硬件，更是打通了数据库的“任督二脉”，足以将性能发挥到极致。

　　如此强悍实力的背后，则是全球700+授权专利、80+顶会论文、2000+内核研发人才，在提供强有力的支撑。

　　80+ISV伙伴联合构架200+解决方案，使得GaussDB涉及的行业，涵盖金融、证券、办公OA、企业ERP，数据库运维管理、备份恢复、迁移工具等。

　　GaussDB的客户，则遍及金融、电商、汽车、制造、能源等行业，并在工行、建行、农行、邮储银行、华夏银行、中石油、中海油等规模落地，并拥有用友、金蝶、宝兰德、神州信息等生态伙伴。

　　我们看到，国产数据库正在崛起。

　　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。

　　旧世界在崩塌，新世界在重塑。时代的转换，总令人措手不及。

　　今天，国产数据库早就过了“能用”的阶段，正趋于成熟，不断向“好用、易用”的阶段迈进。面对数据库这类“国货”，国人应该更包容、更开放、更自信地使用，促其越用越灵、越用越稳，加速其成长。

　　而大国崛起的大背景，正是以华为云GaussDB为代表的中国数据库真正的大契机。

　　在这个过程中，哪怕有人不断搞断供、搞制裁，希望籍此扼杀中国企业，但除了遭遇一次次失败，只能激发起中国人更蓬勃、更强大、更坚韧的生命力、创造力。

　　所有的“垄断”都是用来打破的，面对这场数据库的“国运之战”，华为再次证明：

　　“中国有能力做出和世界顶级数据库媲美的产品。”

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