作者phegda·2023-10-27 13:57

天玑数据库一体机支持 openGauss 5.0 资源池架构，开启行业新篇章

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# 1. 引言

随着大数据、云计算和人工智能等技术的飞速发展，企业对数据库的需求和挑战日益凸显。在这种背景下，国产数据库迎来了重要的发展机遇，其中，openGauss 数据库凭借其高性能、高可靠性和可扩展性等优势，受到了广泛关注。然而，面对日益增长的业务需求，如何实现 openGauss 数据库资源的优化利用，提高系统性能和数据安全性，成为国产数据库亟待解决的问题。

为应对这一挑战，业内领先的分布式存储产品提供商——天玑数据，将数据库一体机与 openGauss 数据库完美结合，通过存储池化、内存池化和计算池化等手段，为广大客户带来前所未有的体验，引领行业新潮流。

![openGauss技术认证书](/home/attachment/202310/27/1263893_169838541979694.png)

> 上海天玑数据技术有限公司（简称“天玑数据”）是**  天玑科技**  全资子公司，是一家以软件定义基础架构为核心竞争力的高新技术企业，公司专注于IT基础架构的解决方案，提供包括自主研发的PBData数据库云平台、PriData超融合一体机、PhegData分布式存储平台等产品及解决方案，致力于为全球行业用户提供一站式的软件定义基础架构的平台，帮助企业构建敏捷高效的现代数据中心。

# 2. 数据库一体机概述

**数据库一体机**是一种专为数据库应用设计的高性能数据处理平台，整合了数据库服务器、存储设备和网络设备。具备高性能、高可用、高安全性和易维护等特点，满足企业对数据快速读写、分析和存储的需求。通过统一的系统管理界面，可轻松实现对数据库、存储和计算资源的管理与监控，降低 IT 管理负担。此外，一体机具备灵活的配置和扩展能力，以适应不同业务场景需求，同时降低长期运维成本，提高投资回报。
![数据库一体机架构](/home/attachment/202310/27/1263893_169838550458741.png)

# 3.  openGauss数据库概述

**openGauss** 是一款领先的高性能、高可用、高安全性的开源关系型数据库。openGauss 5.0 版本在保持与前版本功能特性的兼容性的同时，进一步增强了内核能力、工具链和兼容性。其中最引人注目的新特性之一是**传统的主备复制架构向资源池化架构演进。**

## 3.1. openGauss资源池化架构

openGauss 5.0 中推出的资源池化架构是一种新型的集群方案。借助 DMS 和 DSS 组件，该架构实现了集群中多个节点的底层存储数据共享和节点间的内存实时共享，从而降低了底层存储资源的需求，并支持一写多读且具有实时一致性读功能。这一方案解决了传统 HA 部署下数据库恢复速度较单机翻倍的问题，节省了存储空间。同时，备机支持实时一致性读，充分发挥了主备多节点计算能力。

![openGauss资源池架构](/home/attachment/202310/27/1263893_169838559643895.png)

## 3.2. 分布式存储中openGauss资源池方案的关键要求

资源池化方案依赖于依赖于分布式存储阵列，分布式存储的卷需要支持两种关键的 SCSI3 协议：PR（Persistent Reserve）协议和 CAW（Compare and Write）协议。通过采用这种方案，企业能够更高效地管理和利用磁盘阵列设备资源，从而提升系统性能和数据安全性。

![天玑资源池化方案](/home/attachment/202311/09/1263893_169950060210435.png)

# 4.  天玑数据的数据库一体机与openGauss的结合

作为业内首家基于分布式存储支持openGauss资源池架构的企业，天玑数据在适配过程中完全自主研发了一体机分布式存储架构，对**PR锁和CAW锁特性**提供了全面支持。

* **PR（Persistent Reservation，永久预留）**是一种 SCSI LUN 级锁，用于实现集群 IO FENCE。简单来说，IO FENCE 是一种机制，用于在多个节点间同步数据访问，防止数据竞争和并发访问冲突。PR 协议通过在磁盘阵列设备上预留资源，保证了节点间的数据访问隔离，确保数据安全。

![PR锁实现逻辑](/home/attachment/202310/27/1263893_169838599966560.png)

* **CAW（Compare and Write）**是 SCSI-3 协议中的一种关键数据传输方式，用于实现共享磁盘锁。在分布式系统中，多个节点可能需要同时访问同一块磁盘，为了避免数据竞争和并发访问冲突，需要使用共享磁盘锁来控制访问。CAW 协议通过比较节点间对磁盘的修改，实现了对共享磁盘的加锁和解锁，确保同一时间只有一个节点可以对共享磁盘进行修改。

![CAW锁实现逻辑](/home/attachment/202310/27/1263893_169838609895290.png)

CAW（Compare and Write）与 PR（Persistent Reservation）相比，具有更细粒度的块级存储锁特性，能够更高效地提升共享访问效率。在不中断主机操作的情况下进行数据传输，从而进一步提升系统性能并简化设备控制。

**天玑数据将数据库一体机与 openGauss 数据库相结合**，采用共享存储技术，大幅减少了存储空间需求，显著提高了存储空间的利用率。同时，通过共享内存技术，实现了读取性能的显著提升，达到了接近零延迟的读取效果。这一创新充分发挥了两者优势，实现了数据的高效利用和灵活扩展，在确保数据安全性的同时，有效降低了企业在数据库管理和维护方面的成本。

![天玑数据库一体机与openGauss数据库结合](/home/attachment/202311/09/1263893_169950072419284.png)

# 5.  结论

作为业内领先的软件定义基础架构提供商，天玑数据一直秉承技术创新的精神，积极拥抱开源，不断提升产品品质。此次与 openGauss 数据库的对接适配成功，既是天玑数据技术实力的体现，也是对客户需求的深入理解和积极响应。未来，天玑数据将继续保持技术创新，积极拓展合作，为广大客户提供更优质的产品和服务，共同迎接大数据时代的挑战。

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