企业级分布式 HTAP 数据库管理系统 TBase

Posted 2020-11-22 1994jinnan

TBase 是腾讯数据平台团队在开源的 PostgreSQL 基础上研发的企业级分布式 HTAP 数据库管理系统：

• 具备高性能可扩展的分布式事务能力，支持 RC 和 RR 两种隔离级别；

• 通过安全、管理、审计三权分立体系，提供全方位的数据安全保证机制；

• 支持高性能分区表，可使得数据检索效率成倍提升；

• SQL 方面兼容 2003 标准、PostgreSQL 语法和常用 Oracle 函数&数据类型、窗口函数等；

• 提供大小商户数据分离、冷热数据分离等高效的数据治理能力

TBase 架构：

集群中有三种节点类型，各自承担不同的功能，通过网络连接成为一个系统。这三种节点类型分别是：

• Coordinator：协调节点，对外提供接口，负责数据的分发和查询规划，多个节点位置对等，每个节点都提供相同的数据库视图，CN 存储系统的全局元数据。

• Datanode：处理存储本节点相关的元数据，每个节点还存储数据的一个分片。在功能上，DN 节点负责完成执行协调节点分发的执行请求。

• GTM: 全局事务管理器(Global transaction manager.)，负责管理集群事务信息，同时管理集群的全局对象，比如序列，除此之外 GTM 上不提供其他的功能。

TBase 功能介绍：

• 分布式事务全局一致性能力：通过拥有自主专利的分布式事务一致性技术，包括两阶段提交(Two Phase Commit)以及全局时钟(Global Timestamp)的策略来保证在全分布式环境下的事务一致性。

• SQL兼容能力：SQL2003 标准、PostgreSQL 语法、常用 Oracle 函数&数据类型、UDF/UDAF、常见窗口函数、JSON/JSONB/XML/数组等多种 NoSQL 类型 、递归 WITH、无锁 DDL 操作、扩展插件等。

• HTAP能力：提供 OLTP 以及 OLAP 两个平面视角 ，OLTP 业务运行在 datanode 主节点上，OLAP 业务运行在 datanode 节点的备节点上，揭秘提升网站权重二者的数据同步采用流复制的方式来进行。

• 读写分离能力：提供了读写和只读两个平面视角，读写流量请求由主节点来处理，只读流量请求由备节点来处理，主备节点的数据同步采用流复制的方式来进行。

• 卓越的数据安全保障能力：通过三权分立的体系，将传统数据库系统 DBA 的角色分解为三个相互独立的角色：安全管理员、审计管理员、数据管理员;基于此提出安全策略，主要细分为三个部分：数据加密、数据脱敏访问、强制访问控制，三者组合提供多个层级的数据安全保障能力。

• 高效的数据治理能力：数据倾斜治理，用以解决数据分布不均带来的存储以及性能压力；冷热数据分级存储 ，用以降低业务的存储成本、提升热数据的性能。

• 多核并行计算能力：节点内部采用了并行计算，根据表大小同时启动多个进程来协同完成一个查询。

• 多租户能力：基于节点组 node group 的集群内多租户解决方案，做到数据库集群内部的业务和资源隔离，多个业务在TBase内部相互隔离的运行。

• 多级容灾能力：采用强同步复制来保证主从数据完全一致，保障主节点故障时数据无丢失；提供基于任意时间点的恢复特性来防止误操作带来的数据丢失。

• 在线扩容能力：通过引入shard map层（shard map 中每一项存储 shardid 和 DN 的 映射关系 ）, 在新加节点时，只需要把一些 shard map 中的 shardid 映射到新加的节点，并把对应的数据搬迁过去就可以了，大大缩短扩容时间。

• 丰富的周边生态能力：PostGIS、异构数据复制、LVS 负载均衡、FDW 联邦能力等。

 TBase 适用场景：

• 在国产化落地、业务核心领域去 O 场景；

• 对 HTAP 混合事务分析应用模型有需要的业务场景；

• 对物联网地理信息系统有需求的业务场景；

• 对实时高并发环境下的分布式事务强一致性有要求的业务（如金融、证券等业务）场景；

• 对企业级数据安全、审计、治理应用相关功能有需求的业务场景；

• 对高可用、异地容灾、7*24 小时服务能力有需求的业务场景；

• 有海量存储计算需求、弹性扩容、在线扩容需求的业务场景；

• 对异构数据互通共享有需求的业务场景。