【DTCC 2018】クラウドのために生まれた！ Huawei クラウドネイティブ分散データベースの解読

5月11日、第9回中国データベース技術会議（DTCC 2018）が北京国際会議センターで盛大に開催されました。国内のデータベース分野における最大かつ最も包括的な技術交流イベントであるこのカンファレンスには、多くのトップエキスパートが集まり、インターネット、金融、教育などの業界における最先端のデータベース技術と将来の動向について議論しました。

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1 日の緊張の末、カンファレンスの活発で熱心な技術的議論の雰囲気は今日最高潮に達しました。金融は現在最もホットな産業の一つであり、この分野におけるデータベースの実践と応用は常に大きな注目を集めています。この会議では、ファーウェイのクラウドデータベースの専門家が「ファーウェイのクラウドネイティブ分散データベーステクノロジー」と題する基調講演を行い、金融業界におけるデータベーステクノロジーの進化を紹介しただけでなく、その技術原理の分析にも焦点を当て、各方面から幅広い注目を集めました。

Huaweiクラウドデータベースの専門家がオンサイトで共有

最近、Fintech（金融テクノロジー）という言葉が誰にとっても馴染みのある言葉になりつつあります。金融とクラウド コンピューティングが融合すると、Fintech の真の可能性が最大限に発揮されると言えます。中国情報通信研究院による 2018 年の「金融業界クラウド コンピューティング技術調査レポート」では、次のことが示されています。

金融機関の約90％がクラウドコンピューティング技術を既に導入しているか、導入を計画しており、クラウドコンピューティング技術を既に導入している金融機関の約3分の1が小規模以上の仮想サーバーを導入しています。金融機関がクラウド コンピューティング テクノロジーを適用する主な目的は、アプリケーションの導入時間を短縮し、コストを節約し、中断のないビジネス アップグレードを実現することです。サービスのセキュリティと持続可能性は、金融機関にとってクラウド コンピューティング テクノロジーに対する最も重要な要件です。

データベースに関しては、金融機関では主に Oracle、DB2、MySQL、PostgreSQL を使用しています。そのうち、Oracleが62.61%、DB2が21.80%、MySQLが15.23%、PostgreSQLが6.76%を占めています。その他は7.88%を占めています。

金融機関におけるデータベース技術の応用（データソース：中国情報通信研究院）

大手クラウド サービス ブランドとして、Huawei Cloud Database は金融業界と長年にわたる関係を築いています。招商銀行とファーウェイは、2017年11月にはすでに、クラウドベースの金融技術変革を実践するための分散データベース共同イノベーション研究所を設立していました。両者は共同で「CloudFirst」の課題に対応し、クラウド、ビッグデータ、人工知能などの先進技術、先進的な金融業務慣行と優れたリソースを活用し、ビジネスとテクノロジーを結び付け、分散データベース技術と製品アプリケーションの研究開発を共同で行い、データベースアプリケーションのクラウド移行の問題を解決しました。

Huawei は中国招商銀行の最も重要な IT パートナーの 1 つです。二人はこれまでにも数多くのコラボレーションを行ってきた。今回、ファーウェイクラウドはクラウドデータベースをベースとした協力を通じて、招商銀行が​​デジタル変革を加速し、「金融テクノロジー銀行」となることを支援します。招商銀行は、技術革新を通じて、包括的でパーソナライズされたインテリジェントな金融サービスを顧客に提供しています。

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中国招商銀行とファーウェイが共同で分散データベースイノベーション研究所を設立

本日のカンファレンスでは、招商銀行のデータベース アーキテクトである周偉氏が、「招商銀行のフィンテック データ オープン プラットフォームの内部育成」と題する基調講演を行いました。彼は、今回のフィンテックの波において、データとテクノロジーを中核的な原動力として活用し、インターネットと起業家精神の外部視点を組み合わせて金融業界のビジネスを再検討する方法、そして分散化と高並行性集中コンピューティングという新しい状況下でデータアーキテクチャを設計し、対応する方法について紹介しました。

ほぼ同時に、同じセッションで、ファーウェイのクラウドデータベースの専門家が基調講演「ファーウェイのクラウドネイティブ分散データベーステクノロジー」を行い、クラウド時代の企業がクラウドシナリオアーキテクチャに基づいて地域間分散展開を備えたデータベースを設計する方法も紹介しました。高い信頼性、高いパフォーマンス、容易なスケーラビリティなど、クラウドネイティブ分散データベースの金融グレードの主要機能を紹介し、その背後にある技術的な内部情報を深く明らかにしました。

クラウド ネイティブ分散データベースは、従来の RDBMS (リレーショナル データベース管理システム) と比較して可用性の高いデータベースです。なぜ高可用性と呼ばれるのでしょうか?これは従来の RDBMS から始める必要があります。過去 30 年間、コンピューティング プラットフォームは基本的に PC、サーバー、携帯電話などの独立したハードウェア上に構築されてきたため、単一のプロセッサ、小さなメモリ、低速のハードディスクなどの特徴があります。

クラウド時代の到来により、従来の業界とインターネット業界の両方でビジネスが多様化し、反復が高速化され、全体的なデータ量が大幅に増加しました。 IOT デバイス、携帯電話、モバイル インターネットの急速な発展により、端末は従来の PC クライアント データへの単なるアクセス ポイントではなくなりました。 AI とビッグデータ分析モデルにおける理論上の進歩により、コンピューティング手法はますます多様化しています。さまざまな新しい物理デバイスの出現とストレージ コストの継続的な削減により、データベースにはさらに多くの課題が生じています。

従来のデータベースでは、高可用性とコストの面でこれらの課題に対処することが困難です。たとえば、従来のデータベースでは、マスター サーバーとスレーブ サーバーの間でデータを非同期または半同期で同期します。プライマリ データベース インスタンスに障害が発生して使用できなくなると、このアーキテクチャでは、短時間でスタンバイ データベース インスタンスにサービスを切り替えることが困難になります。

ビジネス データの量が増え続けるにつれて、データベースのパフォーマンスと容量の向上は、多くの場合、ハードウェアのアップグレードによってのみ解決できるようになります。コストが非常に高く、操作が複雑であるだけでなく、中断のないビジネスを確保することも困難です。そのため、高性能、高信頼性、柔軟なスケーラビリティを備えた分散データベースが誕生し、トレンドになるでしょう。

著名な国際市場分析組織であるガートナーの調査によると、2019 年までにクラウド データベース管理システム アーキテクチャの 90% がコンピューティングとストレージの分離をサポートすると予想されており、これは市場の需要と密接に関連しています。

金融業界クラウドに代表される新時代のデータベースには、高いセキュリティ、高い信頼性、高可用性、高性能、拡張性、システム全体の運用・保守の自動化が求められます。分散データベースはこれらの要件をどのように満たすのでしょうか?おそらく、Huawei Cloud Native 分散データベース システムから答えが見つかるかもしれません。

まず、Huawei Cloud Native 分散データベースの設計原則を理解しましょう。 1 つ目は、データに関連性の高いビジネス ロジックをストレージ層にオフロードして、コンピューティングの負荷を軽減する Near Data Process です。たとえば、REDO ログの処理や構成の構築などです。

Huawei Cloud Native 分散データベースは、クラウド ストレージのフォールト トレランスや迅速な自己修復機能など、クラウド ストレージが提供する独自の機能を活用して、データベース サービスの可用性とデータの信頼性を向上させます。また、クラウド ストレージのマルチテナント共有機能を最大限に活用して、データベース コストを継続的に削減します。

さらに、Huawei Cloud Native 分散データベースは、さまざまなクラウド テクノロジーと垂直統合されており、従来のオフライン データベースの問題や問題点を解決します。たとえば、SSD へのランダム書き込みを回避して摩耗を減らし、SSD の非常に高いランダム読み取りパフォーマンスを活用し、クラウド ストレージの自己修復機能と組み合わせて、データベースの全体的なパフォーマンスを向上させながら信頼性を高めます。

コンピューティングとストレージが分離された後、高いデータベース パフォーマンスを実現するための鍵は、従来のデータ処理ではなく、ネットワークになりました。 Huawei Cloud Native 分散データベースは、データの最適化を通じて通信量を削減し、高度なネットワーク テクノロジー (RDMA など) を使用してネットワーク遅延を削減し、ネットワーク スループットを向上させます。

Huawei Cloud Native 分散データベースは、AI と ML の高度なテクノロジーを使用してシステムの自律性を実現し、データベースを自動的に拡張して自己調整し、ユーザーの柔軟なニーズに対応できるようにします。

ファーウェイは、上記の原則に基づき、ネイティブDBエンジンの観点からオープンソースデータベースと商用データベースのセキュリティを強化し、サービス指向にするだけでなく、MySQL、PostgreSQL、SQL Server、ドキュメントデータベースなどのクラウドデータベースサービスも開始しています。また、DBエンジンを最適化し、ネイティブオープンソースバージョンのMySQLをベースにカーネルソースコードレベルの最適化を行い、クラウドデータベースHWSQLを起動することで、パフォーマンスが3倍以上大幅に向上し、レプリケーションのレイテンシが20秒未満に大幅に短縮されました。さらに、ファーウェイは近い将来、自社開発したエンタープライズレベルの分散型データベースをリリースする予定です。

Huawei クラウド データベース サービス パノラマ

このような優れた結果は、ディスク IO 負荷を軽減する IO オフロード技術など、主要なデータベース エンジン カーネル技術における Huawei Cloud の画期的な進歩によるものです。ログのパッケージ化と複数のトランザクションの送信により、ネットワーク IO の数を削減します。マルチコア リソースを効果的に活用するために、リクエストを非同期的に並列化します。さらに、HUAWEI CLOUDは、クラウド上でデータベースソフトウェアと基盤ハードウェアを垂直統合し、ネットワーク分野ではユーザーモードネットワークプロトコルスタック技術を使用し、ストレージ分野では高性能仮想化ストレージと高性能ストレージIOを使用して、テナントデータを効果的に分離し、セキュリティを確保します。

Huawei Cloud Native分散データベースに代表される新しいクラウドデータベースは、まさに金融レベルの

高いセキュリティ、高い信頼性、高い可用性、高いパフォーマンス、高いスケーラビリティ、運用と保守の自動化のニーズに合わせてカスタマイズされています。

Huawei Cloud Database の詳細については、https://www.huaweicloud.com/product/dbs.html をご覧ください。