一、项目背景及目标

北部湾银行近年大力推动科技赋能，积极应用新技术提升科技竞争力，在云计算、大数据、人工智能等方面勇于探索，大胆实践，取得了良好的效果。北部湾银行自2021年明确全行信创总体转型方向以来，更是按照“能用尽用，能替尽替”的原则，大力推动国产新兴技术在行内的应用，完成全栈信创云平台、填补国结及票据业务金融信创场景空白等多项信创建设、改造和攻关任务，在国内银行业信创验收中取得优异成绩，得到相关管理部门好评。近年，北部湾银行在分布式技术应用方面全面发力，成功实现多套分布式存储、分布式数据库的应用，2024年，北部湾银行持续发力，建设投产了集成全行级分布式数据库平台，并基于分布式数据库上线了北部湾银行首个使用分布式数据库的重要业务系统第三方快捷支付，实现系统高并发交易承载能力，取得了良好应用效果，为分布式技术应用奠定新的里程碑。

二、创新点

在第三方快捷支付系统建设中，北部湾银行结合信创转型要求和架构转型要求，制定了使用国产分布式数据库的技术方案。使用国产分布式数据库的核心在于突破传统集中式架构局限，构建面向高并发场景的自主可控技术体系，聚焦于金融级高可用多活架构，通过多中心部署与智能流量调度，实现故障秒级切换与业务连续性保障，满足重要业务系统严苛要求；深度优化分布式事务处理，在跨节点环境下兼顾强一致性与高性能；利用分布式特性，实现计算、存储资源独立扩展，显著提升资源利用率与成本效益；兼顾全栈安全与信创生态，内置国密算法、全链路加密、细粒度权限控制，深度适配国产芯片、操作系统，构建自主可控生态。

新投产的分布式数据库平台数据库采用两地三中心、同城双中心双活的部署架构，在设计时根据两地三中心数据RPO/RPO需求，采用双分片5副本（3+2+1）方案，单个副本或者单分片故障均可对其他副本和分片透明，缩小了单点故障对业务系统的影响半径。为确保业务连续性和数据可靠性要求，在数据恢复点目标（RPO）上设定了严格标准：同城双中心间实现RPO=0，即零数据丢失；异地数据恢复则确保RPO低于5分钟；同时在数据库集群内部建立了灾难切换流程，以确保在紧急情况下同城双中心间的快速切换能够控制在1分钟之内完成。

两地三中心、同城双中心双活架构示意图

在集中式数据库架构中，数据因物理集中存储而受限，难以实现灵活管理。然而，分布式数据库较好的解决了数据线性扩容问题。分布式数据库采用数据分片技术，数据分片将数据分散至租户中的不同数据节点上，应用DUPLICATE（复制）、HASH（哈希）、RANGE（范围）、LIST（列表）以及多级分片等多种分片策略，满足了第三方快捷支付系统业务表、参数表、流水表、历史表等不同场景下的表数据分布与管理需求。业务表主要采用HASH分片以充分利用多节点并发能力提升读写性能；参数表如渠道表、关联系统表、证书信息表、日终参数表等采用全局复制表DUPLICATE，将关联的查询下压到分片内完成提升查询效率；流水表与历史表通常采用HASH、LIST分片方式将数据分散存储，同时兼顾高频查询。

三、项目技术方案

第三方快捷支付系统数据库采用信创服务器构建了分布式GOLDENDB数据库集群。GOLDENDB数据库组件包括分布式管理节点（MGR）、全局事务管理节点（GTM）、分布式计算节点（CN）和分布式存储节点（DN）。分布式管理节点在数据库中主要负责数据库中各个组件的管理、给客户提供智能化运维管理平台，不涉及业务的访问流程，内部通过多数派协议保障高可用。全局事务管理节点在分布式数据库中维护全局事务的全生命周期，提供申请、释放、查询全局事务的能力，保证分布式事务的一致性。分布式计算节点作为数据库对外访问的组件，业务系统通过负载均衡（支持软硬负载）连接各计算节点，计算节点从驱动层接收用户的 SQL 操作，生成满足分布式事务一致性的分布式执行计划。分布式存储节点是数据最终存储模块，通过安全组、高低水位控制等策略实现高可用。

分布式数据库组件示意图

GOLDENDB数据库采用Share-nothing架构，在部署方式上支持集中式和分布式模式部署，支持多租户方案。北部湾银行GOLDENDB数据库采用多租户方案，绑定一组紧密相关的计算节点与存储节点共作为租户支持一个业务系统运行，并且一个集群中可自主选择集中式/分布式等不同租户类型。通过数据库多租户方案，实现了数据库各租户间的资源隔离，租户资源（CPU、MEM、IO等）的灵活分配，有效的提高了服务器资源利用率，可快速完成所需数据库资源的配置和数据库实例的发放；一个数据库资源池集群可根据不同业务分类，分配多个业务群使用，相比于传统数据库能有效较低运维的难度和提升运维管理效率。北部湾银行在本期上线的分布式数据库集群中，除支撑第三方快捷支付系统的分布式租户外，还支撑近期投产的交易流水分析系统以集中式租户形态运行，不同租户之间的计算节点与存储节点相互独立，实现了严格的数据隔离，事务操作以租户边界进行资源和权限控制。

四、项目过程管理

2023年11月，第三方快捷支付系统立项

2024年5月，搭建测试环境GoldenDB数据库集群

2024年5月-2024年7月，第三方快捷支付系统开始第一轮SIT测试

2024年7月-2024年9月，第三方快捷支付系统开始第一轮UAT测试

2024年8月-2024年9月，第三方快捷支付系统开始第一轮压力测试

2024年9月，搭建生产环境GoldenDB数据库集群

2024年9月-2024年10月，第三方快捷支付系统开始验收测试

2024年10月-2024年11月，第三方快捷支付系统开始进行投产演练

2024年11月14日-2024年11月22日，第三方快捷支付系统开始逐步迁移生产数据至GoldenDB数据库。

2024年11月23日，第三方快捷支付系统顺利投产上线。

五、运营情况

第三方快捷支付系统已上线6个月，日均交易量约为141万，TPS约为1000,系统稳定运行率为100%。除第三方快捷支付系统外，GoldenDB数据库还承载交易流水分析系统顺利投产上线7个月，系统稳定运行率为100%；在测试环境，收单系统使用GoldenDB数据库进入UAT测试环节。

六、项目成效

北部湾银行第三方快捷支付系统的顺利投产上线，实现了重要业务系统合理利用“分布式数据库特性”技术研发，成功落地了分布式数据库的应用，实现系统处理性能的水平扩展，显著增强了联机交易及批量任务的处理效率，新系统上线后能并发处理能力较升级前提升10倍以上，同时进一步提升了数据安全性，全面达成对第三方支付业务快捷、高效、安全支撑目标。

七、经验总结

在分布式数据库落地实践中，除了建设具备安全、稳定、高效的分布式技术平台本身之外，推广阶段的核心挑战在于跨部门协同，针对业务方对性能的疑虑，通过压力测试、高可用测试对比建立信任，证明其在金融核心场景下的弹性扩展、强事务与连续服务能力；项目建设阶段需紧扣业务场景选择技术路线，合理选择并利用分片键优化规避热点以及实现数据的水平弹性扩展，并重点优化多表关联的SQL避免跨节点事务；在数据迁移方面，采用“历史数据提前迁移+增量同步”实现平滑迁移，减少业务停机时间；在运维方面，构建多级容灾体系及智能运维能力，以监控长事务、大查询为重点工作，面对DBA运维转型阻力，使用可视化管控平台实现“一键扩缩容/备份恢复”，实现运维的高效性，最终以“技术+管理”双轮驱动实现架构升级，达成技术升级与业务赋能的双重目标。未来我们将持续探索HTAP混合负载、云原生调度及AI自治调优，深化分布式数据库的技术红利。