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产品概述

为云平台打造的NewSQL数据库系统

为云平台打造的NewSQL数据库系统

优炫云数据库(UXSINO Database,简称UXDB)是一款为云平台打造的NewSQL数据库系统。UXDB全面兼容传统的关系型数据库的数据建模模式并保证事物处理的一致性(ACID),用户可继续使用其熟悉的SQL语言使用UXDB。同时,UXDB还吸纳了NoSQL的横向扩展性和高速的吞吐性能的特性,突破传统关系型数据库无法支持海量数据的局限,以及NoSQL数据存储不能使用SQL语言进行查询的不足。

支持大数据分析,UXDB产品除了支持标准SQL-2003的DDL,DML,DCL以外,还扩展了对JSON数据格式的支持,并实现了JSON数据项和其他数据库表之间的键关联关系,从而达到将结构化数据(数据库表)和半结构化数据(JSON)的无缝结合,使UXDB的用户可以在同一个数据库产品中使用结构化和半结构化数据。

支持统计分析,UXDB内置了一些常用的基于大数据的统计,例如GROUPING SET、CUBE和ROLLUP是将数据统计之后进行归集。此外,UXDB还支持SAMPLETABLE的概念,SAMPLETABLE适用于统计抽样。

注:NewSQL是由Matt Aslett在2011年提出的新的数据库分类。NewSQL数据库在提供传统的标准的SQL关系型数据库的同时,吸纳了NoSQL的扩展性和高效等特性,NoSQL是对不同于传统的关系数据库的数据库管理系统的统称。

产品生态环境

产品生态环境
优炫云数据库核心组件由四个子系统(数据处理引擎、分布式存储、云数据库管理平台、以及云数据库开发IDE)、外部连接器、Plug-in框架和多语言链接渠道组成。
数据处理引擎和分布式存储是优炫云数据库的核心组成部分,所有的数据处理以及数据持久化都在这个核心部分中完成。
云数据管理平台是基于Web的云管理平台,可以在一个平台中管理多个数据库集群,并进行实时监控。
云数据库开发IDE是一个基于桌面的应用,意在提供一套完整的可供客户进行数据库开发的集成环境。
此外,优炫云数据库是基于扩展设计的,通过外部连接器可以与第三方数据源进行对接;同时,客户可通过plug-in框架在数据库中植入自定义的逻辑(如内置函数、特殊数据处理模块等)来满足客户的扩展性需要。

产品部署逻辑结构图

产品部署逻辑结构图




UXDB的逻辑部署架构既可以满足以DBaaS(数据库及服务)方式进行部署,也可以满足以云数据库环境进行部署。如左图:
客户端将数据写入数据库引擎后,实际数据将被分片写入分布式存储,分布式存储会在存储端持久化的时候进行多复本写入。
当需要扩展存储的时候,只需要增加更多的分布式存储节点,系统将会自动平衡存储,新的数据将写入新增的存储节点。

产品特性

特性描述

伸缩性
分布式存储打破数据库数据的上限
分布式存储,是将数据分散存储在多台独立的设备上。传统的网络存储系统采用集中的存储服务器存放所有数据,存储服务器成为系统性能的瓶颈,也是可靠性和安全性的焦点,不能满足大规模存储应用的需要。分布式存储采用可扩展结构,利用多台存储服务器分担存储负荷,利用位置服务器定位存储信息,它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率,还易于扩展。
分布式存储提升数据访问性能
磁盘的I/O一直是数据库产品的软肋(这里提及的磁盘是HDD、SSD),尤其当数据增加到TB甚至PB级别之后,这种I/O的延迟将变得更为明显。分布式系统将数据访问分散在不同的数据服务节点上,其效果是多个硬盘的同时读写操作(并发处理),该方式将传统数据库的磁盘I/O的压力转化为网络I/O,从而提升整体性能。
高可用性
分布式存储集群和容错
UXDB是将数据处理(数据库引擎)和数据存储(分布式存储)分离的数据库系统,数据库引擎不再参与数据的复制(replication),该工作将由分布式存储接管,UXDB的分布式存储系统支持:无复制(none replication)、读复制(read only replication)和读写复制(read-write replication)。当启动了复制功能后,同一份数据会分别存储在不同的数据内容服务节点上(缺省为3份replication的副本),当集群中任何一台数据内容服务结点失败时,分布式存储都将能够提供完整的数据,这将不会影响数据库引擎的正常工作。
此外,分布式存储还包括DIR-目录服务器、元数据和复制服务器,这两种服务器均支持Hot-Standby的集群。
数据库引擎的Hot-Standby集群
数据库引擎支持Hot-Standby集群方式,该方式是通过以流方式实时复制WAL(write、head log)实现的。
流复制传递日志的方式有两种,一种是异步方式,一种是同步方式。异步方式是事务提交后不必等日志传递到Standby即可返回,所以Standby数据库通常比Primary数据库落后很少;同步方式在Primary数据库提交事务时,一定会等到WAL日志传递到Standby后才会返回,这样当主备库切换时可以做到零数据丢失。
数据一致性
支持ACID
ACID是指数据库事务正确执行的四个基本要素的缩写,包含:原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)和持久性(Durability)。UXDB支持事务的这四种特性,可以使开发人员的开发工作得到最大限度的简化,不必考虑过于复杂的并发问题,有易于保证程序在并发状态下的正确性。
MVCC
MVCC(Multiversion Concurrency Control)即多版本并发控制,它可以避免读写事务之间的互相阻塞,与通常的封锁技术相比极大的提高了业务的并发性能。
WAL (Write-Ahead Log)
当系统意外宕机后,恢复时需要回退未完成事务所做的更改,并确保已提交事务所作的更改均已生效。
支持多租户
基于数据库的多租户
UXDB支持基于数据库的多租户,采用该种方式的多租户使得数据库的隔离较为彻底,从认证层面就开始隔离,数据库与数据库之间无法直接访问,必须登陆到对方的数据库中才能访问记录。
同时,UXDB支持进一步的通过预先配置的方式进行来源IP控制,即只允许某些IP白名单中的IP访问数据库。
基于SCHEMA的多租户
UXDB支持基于SCHEMA的多租户方式,该方式是单库多SCHEMA的方式,通过UXDB的权限体系进行隔离用户,访问不同的SCHEMA。
基于数据和访问的多租户
除了上述两种传统的方式之外,UXDB还可提供第三种基于数据和访问的多租户模式,该方式是在同一个数据库,同一个SCHEMA下,针对每个用户建立一个不同的角色,对需要进行隔离的数据库表,设置针对角色和操作的行级数据访问控制(参见“(5)安全性-行级数据访问控制”)来达到多个用户在同一个数据库中的数据访问和操作范围的控制和隔离。
安全性
全数据库级别加密
UXDB支持全数据库级别数据加密,即数据在持久化到分布式存储之前就进行了数据加密。
列数据加密
UXDB支持对关键表的关键列进行加密设置,该设置将在该列数据持久化到分布式存储之前就进行了数据加密。
表级访问控制
UXDB支持基于用户级别的对象访问控制。
行级数据访问控制
UXDB支持对行级数据的访问授权,这是一种基于用户的访问控制,用来根据用户权限来进行数据访问的控制。
通信信道加密
UXDB支持全程通信信道的加密,全程通信信道指的是从客户端到数据库处理引擎,数据库处理引擎到分布式存储的所有通信信道。
基于会话的访问隔离
UXDB采用多进程的方式处理请求,这确保了每个连接会话都将由一个独立的UXDB服务进程来处理。
内置数据库审计
UXDB提供可定制的基于会话和操作的数据库审计功能,实时记录数据库活动,对数据库操作进行细粒度审计(谁在什么时候做了什么以及结果)。它通过对用户访问数据库行为的记录、分析和汇报,用来帮助用户事后生成合规报告、事故追根溯源,同时加强内外部数据库网络行为记录,提高数据资产安全。
二次开发和扩展
UXDB是基于扩展设计的云数据库系统,该系统提供了针对扩展外部数据源和自定义数据处理的二次开发和扩展的框架。

主要功能

  • (1)支持RDBMS的所有功能以及扩展外部数据源

    RDBMS即关系数据库管理系统(Relational Database Management System),是将数据组织为相关的行和列的系统。
    UXDB数据库支持标准SQL,以及常用的数据库操作,包括触发器、存储过程和用户自定义函数。
    UXDB数据库通过Foreign Data Wrapper的方式为客户提供自定义的外部数据源,UXDB数据库将通过标准SQL查询的方式对外部数据进行操作。
  • (2)支持JSON数据格式

    UXDB数据库支持JSON(JavaScriptObjectNotation)数据类型,该类型可以作为数据表的一个数据项,并内置了针对JSON数据格式的操作函数,对JSON数据进行直接操作,而不需要将JSON数据读出再在数据库客户端应用程序中进行再处理。此外,JSON数据项还可以作为键值与其他数据库表的项目进行关联和约束。
    JSON数据类型可以用来存储JSON数据,当然也可以使用text、varchar等类型存储JSON数据。而且JSON数据类型还可以使用丰富的函数。
  • (3)支持JDBC、ODBC和Hibernate

    UXDB数据库提供UXDB的JDBC连接库,以及为Hibernate提供UXDB的Delegator库。
    UXDB提供了UXSQLDialect的驱动jar包,结合uxdb-jdbc的驱动jar包实现Hibernate框架连接数据库。UXDB还支持ODBC方式连接数据库。
  • (4)数据库备份和恢复

    UXDB提供了一系列的数据库备份和恢复的方式。目前这些方式包括:SQL纯文本备份和基线备份。
  • (5)重置索引

    UXDB提供索引重置机制来确保当数据索引失效之后的恢复。
  • (6)产品的安装和卸载不影响业务

    产品在安装和卸载时均不需要重启操作系统,可以保障一些重要的服务器不怠机,为客户提供持续稳定的服务。

应用场景

  • 大数据处理

    大数据处理

    智慧城市、日志分析、数据仓库、商业智能、机器学习、科学模拟等。
  • 大型联机交易系统

    大型联机交易系统

    银行系统、账务系统、高频联机交易系统。
  • 大型Web应用

    大型Web应用

    在线系统、在线查询平台、在线交易平台。
  • 数据业务分析

    数据业务分析

    分布式分析处理,适用于商业分析、大数据挖掘等场景。
  • 数据异地容灾

    数据异地容灾

    灾备解决方案,防止硬件故障导致数据丢失。

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