架构导论¶

整体概述¶

SeaboxSQL数据库是一款拥有完全自主知识产权、面向事务型业务处理的企业级关系型数据库管理系统。产品提供丰富的企业级数据库特性，在性能、高可用性、安全性及易用性方面均有较多建树，同时提供了针对数据分析场景的列存储引擎与向量执行引擎，极大提升在OLAP领域的适用范围。支持x86、arm等平台架构，能够与国产CPU、操作系统、中间件良好适配。

产品技术特点:

1) SQL标准：支持SQL-92 ， SQL-99 ，至SQL 2003标准，并包括SQL 2003 OLAP函数，支持ODBC、JDBC等接口规范；支持Python API接口。

2) 云支持：除了支持直接部署在物理服务器上，同时也支持部署在私有云（支持Open Stack和vMWare vSphere）以及公有云平台上。

3) 支持容器化运行，将CPU和内存资源一起分组，为多租户和和混合负载提供更好的资源隔离和弹性。

4) HTAP能力：SeaboxSQL既支持更适用于事务处理的行存储引擎，也支持适用于分析处理的列存储与向量计算执行引擎，满足同一套数据库实现不同负载支持的需求。

5) 高可用性：通过强大的流复制能力，可支持共享存储集群、读写分离与双机热备集群部署。

6) 具有企业级数据备份/恢复能力，支持全量、增量备份/恢复。

7) 数据安全：支持信息系统安全保护等级2.0三级要求，包括完善的审计功能、身份鉴定、三权分立、强制访问控制等；支持存储加密功能，加密支持国密算法。

8) 支持内置AI算法库。库内可以使用标准SQL进行调用，支持多达60种图形、统计和机器学习算法。

9) 支持在数据库中存储和处理地理信息系统（GIS）对象，兼容PostGIS的数据类型及用法。

10) 易维护性：提供图形化监控运维、开发管理、迁移等工具，以简化管理员对数据库的管理工作；

产品应用范围

SeaboxSQL数据库以其良好的企业级特性与优质的产品服务，目前已经逐步在政府、金融、制造、能源、军队等多个领域展开推广，并赢得了专家及用户广泛好评。SeaboxSQL数据库主要支撑场景分类如下：

企业管理系统

SeaboxSQL数据库提供丰富的企业级特性，满足SQL2003标准，提供JDBC、ODBC等标准接口，支持各类数据类型与数据库类型，兼容Oracle大多数数据类型与函数，支持OCI、OCCI接口，适用于支撑企业财务、供应链、生产制造等领域的管理系统，产品支持双机热备、读写分离集群，可满足企业应用高可靠性要求。
核心交易系统

SeaboxSQL数据库提供高性能及高吞吐量事务处理能力，TPC-C标准测试指标可达40万以上TPMC，可满足金融、能源、交通收费等领域核心交易系统的性能要求；同时产品支持双机热备、读写分离、共享存储集群部署架构，提供全量、增量备份恢复机制，异常情况的恢复指标RPO为0，RTO小于分钟级，能够支持99.99%可靠性。
地理信息系统

SeaboxSQL数据库支持点、线、面等空间数据类型，支持空间数据类型各类运算函数，同时支持POSTGIS开源地理信息系统插件，可满足交通、农业、渔业等领域对地理信息数据处理的需求。
混合负载应用

SeaboxSQL数据库既支持更适用于联机事务处理的行存储引擎和行执行器引擎；也支持适用于联机分析处理的列存储引擎和向量计算引擎。混合负载应用要求同一数据库内，既能满足日常业务管理需求，也能够满足如夜间的报表分析性能。此时SeaboxSQL数据库行列混合存储与混合执行器的场景优势非常明显。尤其是，部分党政、军工等安全保密要求等级较高的用户系统，不允许数据外传转入专门的OLAP分析平台中。此外，SeaboxSQL支持的列存表在数据量较小时优化为行存储的机制，满足既需要实时入库，有需要高速分析汇总数据的场景。如各类流水统计、设备监控实时报表应用。
安全保密应用

SeaboxSQL数据库支持满足信息安全等级保护2.0三级要求的数据库安全能力，支持强制访问控制、灵活审计策略、三权分立、多因素认证、透明存储加密等功能，同时提供数据动态透明脱敏功能，满足个人数据安全要求，在党政、军工等涉密领域有较广泛应用价值。
全文检索应用

SeaboxSQL数据库支持全文索引与全文检索应用，支持中英文分词，支持自定义分词，支持PDF、word、文本文档等多种文本的索引简历，检索性能良好。可满足各领域知识系统、内容检索系统的应用。

技术架构¶

SeaboxSQL数据库技术架构如下图所示：

整体上，SeaboxSQL数据库管理系统的技术架构可分为三部分层，分别为：

数据库服务（内核）

即数据库提供的对数据的逻辑组织和存取这些数据的核心功能，包括SQL引擎、计算引擎、存储引擎、公共组件、安全管理等部分。

SQL引擎: 主要负责SQL语句的底层实现，包括解析、优化、调度以及事务管理、锁机制、可编程语言等。SeaboxSQL提供兼容SQL2003标准的基本语法能力，支持兼容Oracle、MySQL语法的运行模式；支持基于代价评估（RBO）的优化器，支持多种优化机制。
计算引擎: 主要负责各种算子的具体执行。SeaboxSQL提供传统的面向OLTP的行执行器与利用并行计算机制及可利用CPU SIMD指令集的向量计算引擎，在复杂负载场景中仍可提供良好的性能响应能力。
存储引擎: 主要负责实际数据的结构组织与磁盘存取。SeaboxSQL数据库支持行存储、列存储2种存储引擎，支持行列混合存储，列存储支持良好压缩能力与OLAP分析性能；同时支持通过WAL（预写式日志）实现的高可用架构，支持主从、读写分离、共享存储、基于中间件的分库分表架构的集群部署。
安全管理: 主要是满足EAL等级要求的各类安全能力，包括存储加密、访问控制、审计、三权分立等。
公共组件: 数据库服务的管理能力，包括安装、初始化、系统表、函数、插件等。

客户端接口

主要提供各种常见的数据库访问接口及其驱动程序实现，这些常见应用编程接口如ODBC、JDBC、SD_OCI、Python API等。

工具组件

主要为管理员提供大量便捷高效的数据库管理工具和开发工具。SeaboxSQL数据库提供满足企业集中管理运维的SDMS平台，以及满足用户开发使用的sdStudio工具和快速进行数据与程序移植的SDSwitch迁移工具。