近日,北京优炫数据库股份有限公司正式发布《多写多读共享存储集群的演进与实践》白皮书。白皮书从数据库产业格局与高端集群数据库的战略价值出发,系统梳理了多写多读共享存储数据库集群技术从理论萌芽到产业实践的演进历程,深入解析了优炫数据库UXDB SRAC(Super Real Application Cluster)的技术架构与核心创新,并通过行业测评成果及标杆案例,验证了国产多写多读共享存储集群产品的技术可行性与实践价值。
高端集群数据库:国产替代的战略高地
白皮书指出,全球数据库管理系统市场预计在2026年达到1610亿美元,其中关系型数据库占据约62%的市场份额。在这一市场中,具备多写多读共享存储集群能力的高端数据库产品,构成了技术壁垒最高、战略价值最显著的细分市场。这些集群数据库主要部署于金融核心交易、电信计费、能源调度等对系统连续性和数据一致性有极端要求的关键业务场景,对数据库的可用性通常有极高的要求。
在中国市场,以Oracle RAC为代表的国外产品在关键信息基础设施中长期占据主导地位。随着信创政策的持续推进,金融、能源、政务等行业核心系统的数据库国产化替代正在从非核心系统向核心交易系统纵深推进,国产数据库在这一高端市场的渗透率正在加速提升。
共享存储技术演进:从国际垄断到国产突破
白皮书系统回顾了共享存储集群架构的理论根基——可追溯到上世纪八十年代威斯康星大学麦迪逊分校的GAMMA数据库机项目,该项目于1986年在VLDB会议上首次系统探索了共享存储环境下的数据库并行处理技术。
2001年,Oracle在VLDB会议上发表里程碑论文《Cache Fusion: Extending Shared-Disk Clusters with Shared Caches》,首次系统阐述了缓存融合技术,将数据块传输延迟从毫秒级(磁盘IO)降低到微秒级(网络传输),实现了2-3个数量级的性能提升。此后,IBM Db2 pureScale等产品也在该领域进行了重要实践。
在国内,华东师范大学、清华大学、中国人民大学等高校数据库团队围绕共享存储多写架构持续开展前沿研究,在缓存融合优化、确定性并发控制等方面取得了系列成果。产业界方面,优炫、阿里云、华为、openGauss等厂商均已在该领域取得不同程度的技术突破。
UXDB SRAC:全对称多写多读架构的核心创新
白皮书详细介绍了优炫数据库UXDB SRAC的技术架构。UXDB SRAC采用全对称多写多读共享存储架构,集群中所有节点完全对等,均可接受应用的读写请求并操作全量数据。其核心技术体系包括三大子系统:
高速缓存融合 ——使集群内所有节点的共享内存缓冲区在逻辑上融合为一个统一的全局缓存,任一节点对数据页的修改能够被其他节点在极低延迟内感知和获取,在保证数据一致性的前提下最大化减少磁盘IO。
全局事务并发控制——将单机数据库的ACID特性完整地扩展到集群层面,通过全局事务管理器、BOC广播提交机制、MVCC多版本并发控制和全局锁管理(GES),实现跨节点的事务强一致性保障。
自研共享存储文件系统——从底层块设备到上层文件接口实现全链路自主开发,支持多个节点对共享存储中同一组数据文件的并发读写,并保证文件元数据在节点间的强一致性。
在集群高可用方面,UXDB SRAC构建了三层防护体系——心跳检测、故障裁决、在线恢复,可实现RPO=0(零数据丢失)、同城RTO<10秒的极致可用性。
权威认证与行业实践
白皮书披露,2026年6月,UXDB SRAC以全部39项技术指标的圆满成绩通过中国信息通信研究院“可信数据库”——“基于共享存储架构的数据库基础能力”测评。此前,UXDB SRAC已通过中国电子学会组织的国家级科技成果鉴定,鉴定称“该成果技术复杂,研制难度大,创新性强,关键技术指标达到国际先进水平”,并荣获“中国电子学会科学技术三等奖”。
在行业实践方面,白皮书重点展示了UXDB SRAC在某国家级科研院所仿真平台中的标杆案例——实现每秒近百兆的持续写入、RTO秒级故障自愈,所有计算节点数据完全一致。在能源调度场景中,UXDB SRAC实测支撑每秒超过50万个数据采样点的持续写入和存储。此外,UXDB SRAC在金融核心交易、电信运营支撑、政务与公共安全等领域已完成全面的技术能力储备与场景适配。
技术展望:持续攀登数据库工程“天花板”
白皮书指出,多写多读共享存储集群被公认为最具技术挑战性的数据库架构形态,全球范围内全面攻克其核心技术难题并成功产品化的团队屈指可数。UXDB SRAC的研发与落地,标志着国产数据库在共享存储集群这一核心领域取得了实质性突破。
展望未来,UXDB SRAC将持续优化资源迁移算法、增强故障处理与备份恢复能力、提升集群可观测性。在行业拓展方面,将重点聚焦金融行业的深度推进、电信与能源的规模复制、政务信创的加速落地,以及依托国际合作框架探索海外推广机会。
白皮书最后向以Michael Stonebraker教授为代表的数据库理论先驱、以Roger Bamford为代表的Oracle RAC一代数据库工程师,以及国内外数据库开发组织、贡献者致敬,并表示“数据库产品的成功是一场马拉松——优炫数据库矢志于数据库领域的长期深耕,携手伙伴共建健康繁荣的生态体系,以扎实成果赢得客户的信赖与认可”。
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