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Inspur K-DB
技术白皮书
Copyright © 2014 Inspur Electronic Information Industry Co., Ltd. All Rights Reserved.
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目 录 1. K-DB 介绍 ................................................................................................................ 4
2. K-DB 高可用性 ........................................................................................................ 5
2.1. Standby Cluster ............................................................................................................. 5
2.2. Active Cluster ............................................................................................................... 6
2.3. 多种备份、恢复模式 ................................................................................................... 7
3. K-DB 兼容性 ............................................................................................................ 8
3.1. 对全球标准、Oracle 标准的完全兼容 ....................................................................... 8
3.2. KdMigrator 自动化迁移工具 ....................................................................................... 9
3.3. Database Link ............................................................................................................. 10
4. 高性能 ..................................................................................................................... 10
4.1. 高并发 ........................................................................................................................ 10
4.2. 海量数据..................................................................................................................... 11
4.3. 高性能 KTA ................................................................................................................ 11
5. 使用便捷性 .............................................................................................................. 11
5.1. KdAdmin 管理工具 .................................................................................................... 12
5.2. KdLoader .................................................................................................................... 13
5.3. Export/Import .............................................................................................................. 13
6. K-DB /Oracle11g/DB2_v9 比较 ............................................................................ 14
7. 关于 Inspur ............................................................................................................. 17
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1. K-DB 介绍
当前企业的业务随着数据的快速增加和系统环境的不断变化而迅速扩张,随着
新的业务环境的增加,需要有更高效的灵活处理信息和服务的能力。
K-DB 适应这种变化,帮助企业打以业务为基础的数据库架构,是高性能、高
可用的解决扩张性问题的企业数据库管理系统。
为了完善原有 DB 的缺点,K-DB 独家通过并实施了 Thread Architecture,有效
使用了有限的服务器进程的 CPU 和内存等系统资源,确保了高效的性能与稳定性
和扩张性,提供了方便的开发环境和管理功能。
K-DB 设计的初期,特别针对大规模用户、大容量数据、强化安全性、兼容性
等方面,区别于其他 DBMS 而研制开发的。
K-DB 正是企业所需要的提供最适数据库环境的代表性 DB。
K-DB 体系结构
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K-DB 数据库特点
2. K-DB 高可用性
2.1. Standby Cluster
K-DB Standby Cluster 是以数据库的高可用性、数据的保护、灾难恢复等为目
的而提供的 Inspur RDBMS 的核心功能。
K-DB Standby 服务器将原本数据库的复制本以事务单位保存在物理性独立的
场所。要复制的对象—原本数据库被称为 Primary DB,保存被复制的数据的数据库
被称为 Standby DB。K-DB Standby Cluster 的原理是后台进程向 Standby 发送
Primary 里生成的 Redo Log,Standby 利用 Redo Log 反应 Primary 的所有变化。
通过数据的复制,Primary 在服务请求的数据处理失败时,可以活用 Standby
的数据迅速重新开始该服务。另外 Primary 的服务可以简单对付不能恢复损伤的数
据的情况,例如,Primary 的服务器的 Disk 损伤时,通过 Standby 可以保护损伤的
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数据。
2.2. Active Cluster
K-DB Active Cluster 是 K-DB 基于共享存储(shared disk)的 active-active 多机
集群架构。在 UAC 环境里运行中的所有实例通过共享的数据库运行事务,从而保
证了数据的一致性和完整性。另外还支持 Load Balancing 、Fail Over 等其他集群
功能,确保稳定的系统运行与系统扩展的便利性
UAC 构成所需的数据 block 通过连接 node 之间的高速专业网络接收和发送,
node 正如使用一个 shared cache 一样运行。运行中,即使一个 node 停止,运行中
的其他 node 也会继续服务。
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2.3. 多种备份、恢复模式
K-DB支持三种标准形式的的备份和恢复操作:导出/导入
(EXPORT/IMPORT) 、冷备份、热备份,另外还提供”RMGR”(Recovery Manager)
工具辅助管理备份和恢复。
1) IMPORT/EXPORT
提供表级、用户级、全库级别的数据导入、导出。
2) 冷备份
在系统完全关闭的状态下,使用操作系统命令备份或恢复控制文件、数据文件、联
机REDOLOG文件。
3) 热备份
在系统正常服务的状态下,K-DB提供联机备份/恢复control文件、tablespace文件、归
档ARCHIVELOG文件。
4) RMGR迁移工具
在系统正常服务的状态下,提供以下内容的联机备份与恢复。
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a) 控制文件
b) 全库
c) 逻辑表空间
d) 物理数据文件
e) 全备份
f) 增量备份
3. K-DB 兼容性
3.1. 对全球标准、Oracle 标准的完全兼容
K-DB 不仅通过支持标准 SQL 与 Interface,实现了与各种应用的灵活连接,而
且通过与 Oracle 的完全兼容,实现了迅速而便利的数据库迁移。
1) 全球标准
a) 支持标准 SQL (SQL-92、SQL-99 )
b) 支持各种标准的接口 JDBC、ODBC、OLE DB、CLI (Call Level Interface)
c) 遵守 X/Open 标准的 XA 接口,可以与大部分的中间件产品联动
d) 支持各种字符集
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e) DB Link (Sybase、Oracle、DB2、MS SQL ...)
2) Oracle 兼容
a) 支持非标准 SQL (完整支持 Oracle 变型 SQL)
b) Application 兼容性
- Oracle Stored Procedure 兼容 (PL/SQL)
- Oracle Embedded SQL 兼容
c) Data type
- CHAR, VARCHAR
- NUMBER, DATE, TIMESTAMP
- BLOB, CLOB, LONG , RAW, ROWID
- 支持全球化 (NVARCHAR, NCLOB)
3.2. KdMigrator 自动化迁移工具
K-DB 自身提供了自动化迁移工具:KdMigrator,可以实现应用代码零修改,
就能将基于 Oracle 数据库的应用程序及数据平滑地迁移到 K-DB 上。
基于图像界面,显示地选择 tablespace、Table、Index、View、Stored Procedure
等全部或某些 Scheme Object,并且提供多线程并行迁移,提高数据迁移执行速度。
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3.3. Database Link
K-DB 的 DB Link 功能支持与 Oracle、MS-SQL Server、IBM DB2、Sybase ASE
Server 等各种本地/远程的同构/异构数据库服务器的表查询、插入、修改、删除等
互操作。
4. 高性能
4.1. 高并发
在企业级环境下经常发生大规模用户同时访问的情况,K-DB 为了有效应对此
情况,提出以下 2 种解决方案:
1) Row-Level Locking
行级锁技术实现锁范围的最小化。
回避 Lock Escalation,确保性能负荷最小化
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2) MVCC(Multi Version Concurrency Control)
多版本并发控制保证读写操作之间不会发生 Blocking。
支持 Read Committed、Serializable Isolation Level
4.2. 海量数据
K-DB 能够支持 Terabyte 规模的大量数据的灵活在线交易处理功能,主要以以
下 2 种技术为支撑:
1) Partition Table
分区表支持 Range/Hash/List/Composite 等多种分区方式。
支持 Global Index/Local Index
2) Parallel Query
并行计算能够实现将一个 Query 拆分成多个处理单元,并分别由不同的
Thread 并行处理。自动构成可以独自运行的 Operation Grokd,执行并行处
理
4.3. 高性能 KTA
KTA:K-DB Thread Architecture。即 K-DB 的 Multi Process、Multi Thread 架构,
基于中间件技术,预先创建 Process、Thread,消除了频繁的进程创建与关闭,待
用户请求时迅速反应,能够有效地使用最小限度的系统资源,提高效率。
5. 使用便捷性
K-DB RDBMS 面向开发人员与运维人员提供便于开发与管理的多种工具。
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5.1. KdAdmin 管理工具
K-DB 提供原厂的数据库 GUI 开发和管理界面(类似于 Toad),更加直观的、便
利的管理数据的各种资源。主要提供功能点如下:
1) SQL 语句的输入、编辑、运行
2) 查看 DML SQL 语句的 Execution Plan
3) 为了提高性能的 Partial Data Fetch
4) Open File/Save As… 功能
5) Describe Object(Table、View、Synonym)功能
6) SQL 运行结果 excel 保存、column filtering、排序
7) 支持各种监控与管理员
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5.2. KdLoader
kdLoader 工具能够实现将大容量的外部数据(非 DB 文件,例如 csv、txt 等格式)直接导
入到 K-DB 数据库中。
kdLoader 接收控制文件(Control file)和数据文件(Data file),输出日志文件(Log
file)和错误文件(Bad file)。
1) 控制文件
控制文件是为运行 kdLoader Utility 的必要参数的文件。用于指明从控制文件里
读取的数据位置和读取数据的具体方法,以及保存实际数据的位置。
2) 数据文件
数据文件即原始数据文件,将要导入到数据库中的文本文件,支持固定记录格
式(Fixed Record Format)、分隔记录格式(Separated Record Format)两种记录
格式。
3) 日志文件
是记录了 kdLoader Utility 运行过程的文件。向用户与要输入的基本源数据一起
提供实际输入成功的记录和失败记录的统计。
4) 错误文件
是运行 kdLoader Utility 时,记录装载失败的数据文件。
5.3. Export/Import
1) kdExport
导出到数据库 Schema 对象的全部或部分数据为固有格式的文件,支持整库级
别、用户级别、表级别的 export,有利于数据库的备份与其他机器间的传递。
2) kdImport
将保存在外部文件当中的Schema Object重新保存在K-DB数据库当中,一般有
与kdExport Utility一起备份、恢复数据库,以及在其他machine中的数据库之间
传递数据时使用。
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6. K-DB /Oracle11g/DB2_v9 比较
DBMS 类型
Feature K-DB Oracle 11g DB2 v9
DBMS Type DRDBMS DRDBMS DRDBMS
DBMS
Performance
Architecture
Disk DBMS Disk DBMS Disk DBMS
DBMS Process
Architecture**
Multi-Process
+
Multi-Thread
Multi-Process
Multi-Process
+
Multi-Thread
支持的 SQL 类型
Feature K-DB Oracle 11g DB2 v9
Hint Feature Supported Supported Partially Supported
In-line View Supported Supported Supported
Join Supported Supported Supported
Outer Join Supported Supported Supported
Hierarchical Query Supported Supported Supported
Array Processing Supported Supported Supported
Analysis Function Supported Supported Supported
Cost Optimizer** Supported Supported Supported
Built-In Function Supported Supported Supported
**) DB2 不建议使用 hint 功能
支持的 API
Feature K-DB Oracle 11g DB2 v9
SQL Standard SQL &
Variant SQL
Standard SQL &
Variant SQL
Standard SQL &
Variant SQL
JDBC Driver Supported Supported Supported
ODBC Driver Supported Supported Supported
PHP Driver Supported Supported Supported
Embedded SQL Supported (tbESQL) Supported (PROC) Supported
CLI Interface Supported Supported Supported
XA API Supported Supported Supported
Threaded
Application Supported Supported Supported
支持的工具
Feature K-DB Oracle 11g DB2 v9
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GUI Admin Tool tbAdmin OEM db2ControlCenter
Interactive
SQL Executer tbSQL SQLPlus CLP(db2)
Data Loader tbLoader SQL*Loader DB2 Loader(Load)
Data Extract and
Load Tool Export/Import Export/Import Export/Import
Connection
Dispatcher Tblistener Listener
DB2 Listener
(tcpcm, ipccm)
Migration Tool tbMigrator Oracle Migration
WorkBench DB2 Migrator(mtk)
C Pre-Compiler tbpc Pro*C DB2 ESQL (db2prep)
支持的对象
Feature K-DB Oracle 11g DB2 v9
Table Supported Supported Supported
Composite Index Supported Supported Supported
View Supported Supported Supported
Sequence Supported Supported Supported
Database Link Supported Supported Supported
Synonym Supported Supported Supported
Rights
Management Supported Supported Supported
Role Supported Supported Supported
Procedure Supported Supported Supported
Stored Function Supported Supported Supported
Package Supported Supported Supported
Trigger Supported Supported Supported
性能
Item K-DB Oracle 11g DB2 v9
Multi-Version
Concurrency Control
(MVCC) 1)
Supported Supported N/A
Row-Level Locking 2) Supported Supported Partially Supported
Prevents Table Lock
by Avoiding
Lock Escalation3)
Supported Supported Partially Supported
B-Tree Index Supported Supported Supported
System Monitoring
View Supported Supported Supported
SQL Trace Function Supported Supported Supported
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Complicated
Transaction Processing Supported Supported Supported
Partitioning
Range Supported Supported Supported
List Supported Supported N/A
Hash Supported Supported N/A
Composite Supported Supported N/A 1) DB2 uses a transaction model, which does not support MVCC. This has the advantage of light
transaction processing due to no rollback functions, but the disadvantage of locking problems. 2) For DB2, when row locks exceed the page unit, a lock escalation occurs. 3) DB2 changes the isolation level for performance, but this may result in match errors.
可用性
Feature K-DB Oracle 11g DB2 v9
Automatic
Crash Recovery Supported Supported Supported
Log Mirroring Supported Supported Supported
Online Backkd Supported Supported Supported
Active Cluster Supported (Tibero TAC) Supported (Oracle RAC) Partially Supported
Disaster Recovery Fast(Tibero-Standby) Fast(Oracle DataGuard) Fast(HA/DR)
Online
DDL Operation Supported Supported Supported
2P Commit Supported Supported Partially Supported
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7. 关于 Inspur
浪潮是中国领先的云计算整体解决方案供应商和云服务商,已经形成涵盖 IaaS、PaaS、
SaaS 三个层面的整体解决方案服务能力,凭借浪潮高端服务器、海量存储、云操作系统、信
息安全技术为客户打造领先的云计算基础架构平台,基于浪潮政务、企业、行业信息化软件、
终端产品和解决方案,全面支撑智慧政府、企业云、垂直行业云建设。
浪潮集团拥有浪潮信息、浪潮软件、浪潮国际三家上市公司,业务涵盖系统与技术、软
件与服务、半导体三大产业群组,为全球五十多个国家和地区提供 IT产品和服务,全方位满
足政府与企业信息化需求,位列 2014 年中国电子信息产业百强第 10 位,综合实力位居中国
IT 企业前两位、中国自主品牌软件厂商第一位、中国自主品牌 IT服务商第二位、中国大企业
集团竞争力 500 强第三位,是全国四家拥有计算机信息系统集成特一级资质的企业之一,先
后获得"云计算创新典范企业奖"、"云计算客户示范应用示范奖"以及"信息产业云计算突出贡
献奖"等重要荣誉。浪潮服务器销量全球第五、中国第一,浪潮存储连续 10 年蝉联国有品牌
销量第一;浪潮集团管理软件连续 11年市场占有率第一。
多年来,浪潮始终以超前的技术和独特的软硬件综合实力,在中国 IT品牌中独树一帜,
并在中国信息产业发展的关键阶段,引领中国信息产业的发展。
浪潮是中国最早的 IT品牌之一。上世纪六十年代,浪潮的前身——山东电子设备厂在开
始生产计算机外围设备和低频大功率电子管。1970 年,中国第一颗人造卫星"东方红 1 号"就
采用了浪潮生产的晶体管作为电子元件。
由此,浪潮开始了 40 余年以技术创新为本的 IT 征程。浪潮历程一直秉承创新的理念,
数次在中国信息产业发展的重要历史阶段,以极具前瞻性的技术突破引领中国 IT 产业的发展。
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