1     GaussDB数据库介绍

1.1  GaussDB 概述

（一）产品定位

GaussDB 是华为基于 openGauss 自研生态推出的企业级分布式关系型数据库，是鲲鹏生态中的主力场景之一，契合数据库云化、分布式、多模处理的未来趋势。其具备企业级复杂事务混合负载能力，支持分布式事务强一致、同城跨 AZ 部署、数据 0 丢失，可提供 1000 + 计算节点扩展能力与 4PB 海量存储，同时兼具云上高可用、高可靠、高安全、弹性伸缩、一键部署、快速备份恢复、监控告警等核心能力，为企业提供功能全面、稳定可靠、扩展性强、性能优越的数据库服务。

（二）全栈自研特性

GaussDB 基于鲲鹏生态，是国内唯一实现全栈自主可控的国产品牌。依托华为在数据库内核的研发积累，融合传统关系型数据库的企业级能力与互联网分布式数据库的优势，在高可用、数据安全、高扩展、高性能方面形成综合优势，并可借助硬件底层优化进一步提升产品综合性能。

（三）核心产品优势

             高性能：32 节点规模下事务处理能力高达 1500 万 tpmc；3 节点 TPCH 标准性能压测中，500GB 数据处理耗时 < 200s，100GB 数据处理耗时 < 500s，单集群最大数据量超 4PB。

             高可用：支持跨机房、同城、异地、多活部署，保障分布式强一致，实现数据 0 丢失（RPO=0），恢复时间目标 RTO<30 秒。

             高扩展：通过分布式全局事务一致性优化打破传统性能瓶颈，实现计算与存储自由水平扩展；支持新增分片数据在线重分布，节点扩展可同步提升存储、查询和加载性能。

             高安全：具备访问控制、加密认证、数据库审计、动态数据脱敏、全密态等安全特性，提供端到端全方位数据安全保护。

1.2  GaussDB 体系结构

（一）核心架构：Shared-Nothing 架构

GaussDB 采用 Shared-Nothing（无共享）架构，区别于 Oracle RAC 等共享磁盘架构，具备显著优势：

             高扩展能力：适配 BI 和数据分析的高并发、大数据量计算场景，支持通过增加节点扩展性能；

             并行处理机制：内部处理自动化并行，数据分布于所有并行节点，每个节点仅处理部分数据，无 I/O 冲突；

             优化 I/O 处理：所有节点同步并行处理，节点间无共享资源，避免 I/O 竞争。

（二）逻辑架构与关键角色

（三）部署形态

             主备部署：支持 1+1（最大可用）或 1+2（最大保护）模式，基于数据库日志复制实现热备，适用于单机性能可满足需求的场景，提供高可用保障。

             全分布式部署：数据按 shard 划分，读写负载准线性扩展，适配大规模业务场景；支持同城双活、两地三中心等高可用部署方案，兼顾扩展性与可靠性。

（四）数据存储与分布

             数据库逻辑结构：以数据库集群为顶层，包含多个数据库，每个数据库下涵盖表、索引、分区、视图、序列、存储过程等对象，支持行存储、列存储及混合存储方式。

             数据分布策略：

             Replication（复制）：表的每一行数据存储于所有 DN，每个节点均有完整表数据；

             Hash（哈希）：对指定列进行 Hash 运算，通过映射将数据分布到指定 DN；

             Range（范围）：按指定列的数值范围映射数据至对应 DN；

             List（列表）：按指定列的具体值映射数据至对应 DN。

1.3  GaussDB 关键技术

（一）语法兼容与接口支持

             兼容 SQL:2011 标准大部分核心特性及部分可选特性，降低应用开发学习成本与新业务开发周期；

             支持 JDBC、ODBC、Python、C-API 等标准接口，其中 ODBC 支持 SUSE Linux、Win32、Win64 平台，JDBC 无平台差异，同时支持 Libpq（C 应用程序接口）、PyGreSQL（Python 驱动接口）。

（二）分布式事务处理

             ACID 特性保障：支持全局强一致的分布式事务，确保原子性（操作全完成或全不完成）、一致性（事务前后系统状态一致）、隔离性（并发事务互不干扰）、持久性（事务更改永久保存）。

             事务隔离级别：

             READ UNCOMMITTED：读未提交，仅建议应急只读使用；

             READ COMMITTED：读已提交，仅能读取已提交数据；

             REPEATABLE READ：可重复读，仅可见事务开始前提交的数据，不支持 SERIALIZABLE（等同于 REPEATABLE READ）。

             GTM 模式：

             GTM-Lite 模式：采用 CSN 技术优化事务流程，提升并发处理能力，降低中心节点负载，支持分布式事务强一致性读；

             GTM-Free 模式：中心事务管理节点不参与事务管理，消除 GTM 单点瓶颈，提升事务处理性能，不支持分布式事务强一致性读。

（三）高可用与容灾技术

             多层级冗余：通过硬件冗余（存储 RAID、双交换机、多网卡、UPS 电源）、实例冗余（CN 多活、DN/GTM/CM Active-Standby）、数据冗余实现无单点故障。

             容灾方案：

             同城跨 AZ 双活：同城部署，应用分担，近实时故障切换，RPO=0 秒，RTO<60 秒，无法抵御大型自然灾害；

             两地三中心容灾：AB 中心同城双活，C 中心异地冷备，双集群对生产影响小，RPO=10 秒，RTO=10 分钟，灾备站点资源利用率较低。

（四）扩展与负载均衡

             在线横向扩展：支持 Scale-out 扩展，新增节点组与原集群组成新节点组，扩容流程包括集群加节点（分钟级）、数据重分布（小时级，支持增删改查及 DDL 操作）、表切换（秒级，阻塞所有操作），实现性能和容量线性增长。

             负载均衡：多 CN 提供统一入口，均匀分发客户端请求，均衡负载并充分利用计算能力；支持故障隔离，内网 JDBC Client 模式下 CN 故障感知约 30 秒，外网 ELB 模式下默认 3 秒（可配置）。

（五）备份恢复与在线升级

             备份恢复：支持全量备份（如一周一次）、差量备份（如 30 分钟一次），备份数据存储于 OBS，单分片 2T 数据备份约 4 小时，每 5 分钟差量备份产生 200M 数据（40% 负荷）；支持指定差量备份点恢复，10 小时内可恢复至故障前 15 分钟状态，备份保留期限默认 7 天。

             在线升级：

             热补丁升级：业务零中断加载 / 卸载补丁，缩短紧急问题响应速度；

             灰度升级：支持大 / 小版本升级，优先升级部分节点，升级节点闪断 10 秒内；

             滚动升级：按 DN 分片滚动升级，支持大 / 小版本升级，每个分片升级业务中断不超过 10 秒。

（六）核心技术指标

1.4  GaussDB 客户端工具

（一）gsql

             特性：命令行交互式数据库连接工具，运行于 Linux 操作系统，支持直接执行 SQL 查询并返回结果，提供丰富元命令用于快速交互。

             核心操作：

             安装配置：需上传工具包至 Linux 服务器，解压后配置环境变量（PATH、LD_LIBRARY_PATH）；

             连接命令：gsql -d 数据库名 -h 服务器 IP -U 用户名 -p 端口 -W 密码；

             常用元命令：\l（列出所有数据库）、\d（查看表结构）、\h（SQL 语法帮助）、\c（连接新数据库）、\q（退出）等。

（二）DAS（Data Admin Service）

             特性：华为云可视化专业数据库管理工具，默认开通 GaussDB 连接权限，支持 SQL 操作、高级数据库管理、智能化运维，易用性强、安全智能。

             核心功能：

             数据库管理：新建 / 删除数据库、Schema 管理（新建 / 打开 / 删除）；

             SQL 操作：执行 SQL 语句、查看执行计划、保存常用 SQL、格式化 SQL、SQL 提示；

             数据导入导出：支持本地文件 / OBS 桶导入（单文件最大 1G，不支持二进制类型），支持 SQL 结果集导出（最大 5M，系统库不支持导出）；

             库信息查看：显示实例信息、数据库列表（用户库 / 系统库）、对象列表（表、视图、存储过程等）。

（三）DBeaver

             特性：开源通用数据库管理工具与 SQL 客户端，支持 MySQL、PostgreSQL、GaussDB 等兼容 JDBC 的数据库，提供图形化界面用于查看数据库结构、执行 SQL、浏览导出数据等。

             连接配置：

             安装驱动：下载 GaussDB JDBC 驱动包，解压后将 gsjdbc4.jar 放入 DBeaver 安装目录；

             驱动配置：通过 “数据库→驱动管理器” 新增 GaussDB 驱动，配置 URL 模板（jdbc:postgresql://host:port/database）、类名（org.postgresql.Driver）；

             连接建立：输入服务器 IP、端口、用户名、密码、数据库名，完成连接。

             核心功能：对象浏览器（树状展示数据库对象及管理操作）、SQL 编辑窗口（自动联想补全）、查询结果窗口（排序、筛选、导出、编辑）。

1.5  关键缩略语说明

             SQL：Structured Query Language（结构化查询语言）

             DBMS：Database Management System（数据库管理系统）

             OBS：Object Storage Service（对象存储服务）

             RTO：Recovery Time Objectives（恢复时间目标）

             RPO：Recovery Point Objective（恢复点目标）

             ODBC：Open Database Connectivity（开放式数据库连接）

             JDBC：Java Database Connectivity（Java 数据库连接）