摘要：优炫软件作为信息技术应用创新领域的主力军，一直致力于为党政机关、金融、军工、医疗等重点行业用户提供领先的数据库产品及服务，数据库管理软件高可用、高并发、自主创新的特点，已在多个行业有成功应用。同时优炫软件积极推进信创产业生态建设，数据库产品已完成与主流芯片、操作系统、中间件兼容适配工作，支持众多自主软件平台稳健运行。

关键词：自主知识产权、数据库、高可用、易扩展、大规模并发

    1.概述

随着互联网技术、云计算、大数据等技术的迅猛发展，万物互联程度越来越高，越来越多的智能终端被人们使用，与之而来产生的数据量愈发庞大，数据逐渐成为企业的核心资产，大数据对整个国家、社会的各个行业具有巨大的推动作用，但是也带来了严峻的问题—用户个人隐私泄露问题，而个人的隐私安全涉及到诸多安全领域。

    2.需求分析

十三五信息化规划四大重点工作重点强调了打破信息壁垒和“孤岛”，构建统一高效、互联互通、可靠的国家资源体系。自主创新是保障网络安全、信息安全的前提，是实现“数字中国”的基石和保障。只有提高关键核心技术创新能力，关键零部件、核心软件实现自主知识产权，我国数字经济发展才能不受制于人。

    3.方案架构

3.1 产品架构

优炫数据库管理系统（简称：UXDB）采用将数据处理和存储分离的数据库架构,既可以满足OLTP的高并发、高可用性特点,又可以满足OLAP的大数据处理要求。避免了传统RDBMS数据库将处理和数据捆绑在一起的架构所带来扩展性不足和性能随数据量的增大而线性衰减的问题。

图1  UXDB产品架构图

3.2部署说明

单机部署

针对并发量、高可用等要求不强的应用场景，提供标准版数据库产品功能；

大规模并行处理部署（MPP）

大规模并行处理（UX Massive Parallel Process，缩写UXMPP）是UXDB基于shared-nothing架构的横向扩展，以扩展形式在UXDB数据库中运行，通过分片和复制将多个UXDB数据库逻辑结合在一起，形成多机和多核并行的集群，实现PB级大型数据集的实时分析秒级响应。

分布式存储部署（DFS）

分布式存储（UX Distributed File System，缩写UXDFS），基于计算引擎与存储分离架构设计，分布式存储数据。规避本地存储在容量、数据备份、数据安全等方面的限制，实现不中断业务情况下自动容错与存储横向扩容。

实时应用集群部署（SRAC）

实时应用集群（UXDB Super Real Application Server，简称SRAC）是UXDB基于shared-disk架构的实时应用集群，提供高级别的可用性、可伸缩性，集群中的所有节点均为对等的可读写节点，节点之间无主从之分，支持任何时刻新增节点。

云环境部署

支持数据库向云端迁移、云服务适配，可实现资源有效分发，数据库监控、运维、部署、备份等操作。

3.3主要功能

多参数配置

UXDB提供连接与认证、资源消耗、事务日志、检查点、归档模式、优化器、运行日志配置、运行统计、自动垃圾收集、锁管理、系统预设等参数。

（1）数据对象及类型

UXDB拥有完备的数据对象和类型，除通用的数据类型外，还支持网络地址类型、文本搜索类型、XML类型、JSON类型等。支持GB级大对象数据类型与流式数据访问。

（2）函数与操作符

UXDB为内置数据类型提供了大量的函数和操作符。用户也可以自定义函数和操作符，如：几何函数和操作符、网络地址函数和操作符、文本搜索函数和操作符、XML函数、JSON函数和操作符等。

（3）NoSQL特性

UXDB具备NoSQL特性，内置半结构化json、jsonb数据类型。使用专门的操作符和内置函数操作数据，保留空格，重复键和顺序等。此外，UXDB支持对这两类数据的全文检索。

（4）全文检索

UXDB支持包括中文在内的多语言全文检索，提供基于自然语言的文本查询能力，内置缺省的分词解析器解析英文，采用用SCWS引擎进行中文分词，实现全文检索，并可按查询相关度排序。

（5）地理信息支持

（6）UXDB支持GIS的地理信息应用，支持UXGIS、PostGIS、ArcGIS、超图，支持OpenGIS联盟（开放地理信息系统，OGC）抽象数据类型的SQL3规范。

（7）列存储模式

UXDB支持列存储，支持列存数据的索引、智能索引。数据按列存储，单独存放可大幅降低系统I/O。行存储和列存储引擎可以同时工作，提供最优查询性能

3.4主要技术指标

3.5关键技术

3.5.1   优异的数据处理能力

NewSQL数据库，支持关系型数据类型、网络地址类型、多维数组、几何类型、JSON/JSONB、XML、Key-value类型等多种结构数据类型应用。提供金融级在线联机事务处理、中文全文检索，支持基于分词的语义检索能力，强大而丰富的索引支持标准的B-Tree索引、Hash索引、GIN索引、GiST索引索引。

3.5.2     多租户支持

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。同时UXDB支持进一步通过预先配置的方式进行来源IP控制。

3.5.3     安全可信

UXDB符合最高等级安全防护技术要求，提供基于“黑白名单”的访问控制列数据加密、访问权限控制、行级数据访问控制、通信信道加密、基于会话的资源隔离、强制身份验证机制。

3.5.4     分布式存储集群和容错

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）。同一份数据分别存储在不同的数据内容服务节点上，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而不会影响数据库引擎的正常工作。

3.5.5     智慧分析决策

全栈数据库，支持从百万级QPS的到PB级实时的OLAP分析。OLAP场景下大数据计算能力得到了良好的应用，支持大数据分析。

4.方案特色

4.1数据安全整体解决方案

UXDB遵循《GB/T18336-2015信息技术、安全技术、信息技术安全评估准则》，通过国家数据库最高安全等级EAL4+认证。支持国密等算法与密钥管理、支持硬件加密，支持SM2、SM3、SM4、SM9国密加密算法和AES、DES、3DES、Blowfish、RC4等国际标准加密算法。

4.2自主可控产业生态适配

优炫软件作为信息技术应用创新领域的主力军，一直致力于为党政机关、金融、军工、医疗等重点行业用户提供领先的数据库产品及服务，同时积极推进信创产业生态建设，数据库产品已完成与主流芯片、操作系统、中间件兼容适配工作，支持众多自主知识产权软件平台稳健运行。

5.适用领域

1) 数据分析业务

实现对大数据的分布式分析处理，适用于商业分析、大数据挖掘等场景。

2）读写分离场景

应用于读取请求较高，短时间内读取流量高峰，UXDB可进行读写分离处理。

3）多结构大数据存储

UXDB可存储海量的多结构数据，实现业务数据的高效存取。

4）大数据计算

UXDB可满足如日志分析、数据仓库、商业智能、机器学习、科学模拟等大型数据计算。

6.接口说明

UXDB数据库接口支持主流的开发框架和开发语言及数据接口，支持列表如下：

UXDB支持的框架

7.应用案例

党政机关

在国家统计局第三次全国农业普查项目、国家行政学院学习平台数据库迁移等项目中，优炫数据库表现出色，关系型、网络地址、JSON/JSONB等多结构数据平滑使用。

国防建设

在我军某部信息化平台项目建设中采用优炫数据库。高安全性、高性能的集群架构与读写分离技术，保障了在高并发情况下的业务安全稳定；采用数据透明加密、数据审计、数据脱敏等技术手段，整体提升了信息安全保障能力。

金融行业

在某市银行数据仓库建设中采用UXDB MPP分布式数据仓库系统。多台数据库服务器（节点）构成一个集群，构建一个适用于PB级的大规模并行处理银行数据仓库。

能源行业

针对电力行业数据规模庞大问题，优炫软件承接国家电网数据优化项目，为电网实现安全、可靠、经济、高效地运行提供保障。

地理信息

某国土资源项目中按照调查数据文件命名规则、空间数据分层要求和属性数据库结构，建立空间数据库和属性数据库，形成标准的数据交换文件、数据字典和元数据文件。

北京优炫软件股份有限公司成都分公司

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