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基于阿里云的全区(省)统一的不动产登记数据库选型及设计

更新时间:2009-03-28

0 引言

《宁夏不动产登记管理系统》基于自治区电子政务公共云平台(阿里专有云),充分利用云计算、大数据等先进理念和技术方法,开发的不动产登记信息系统,实现全自治区各类不动产登记业务统一网上运行、不动产登记数据库实时更新、同步和不动产登记信息与审批和交易信息实时互通共享,为相关部门提供信息共享服务,面向社会公众提供便捷、高效的信息查询服务。

大数据时代,数据被认为是一种重要的资产,而数据库是数据的容器和载体,是整个应用的核心部分,由于不动产登记数据的数据量巨大,实时性要求高,关系到群众的切身利益,所以数据库的选型、设计和备份尤为重要,数据库必须高可靠、高性能,其次是低成本。

上海市崇明区2016至2017年肺结核发病率从50岁开始出现高峰,早于2008至2009年(60岁)[7],这可能与上海中老年人群重视体检并及时诊疗有关。2010年,全国第5次结核病流行病学抽样调查报告[8]发现,老年肺结核患者中近40%无症状,有症状者未就诊的比例也超过1/2。老年人群因年龄大、生理功能减退、抗病能力低下、爱集聚娱乐等原因,极易感染结核杆菌;老年肺结核发病率高也可能与其常患有糖尿病、心血管疾病及肺部其他疾病,导致机体抵抗力下降有关[9]。

1 不同数据库的优缺点

1.1 数据库产品现状

DB-engine(https://db-engines.com/en/)是世界上权威的数据库知识网站,每个月会发布一次全球数据库排名,其中共列出了328种数据库(表1截取了前10位),有传统的关系型数据库,也有新的NoSQL数据库,既有商业化的数据库,也有开源的数据库。

表1 DB-engine公布的2017年7月数据库排名表

 

从表1中可以看出,Oracle第一、MySQL第二、SQL Server第三。本文数据库的选型也主要围绕这三种数据库以及阿里基于MySQL的DRDS。

1.2 Oracle数据库

Oracle Database是甲骨文公司的一款关系数据库管理系统。它是在数据库领域一直处于领先地位的产品。系统可移植性好、使用方便、功能强。它是一种高效率、可靠性好、适应高吞吐量的数据库解决方案[2]

Oracle严格的遵循了关系型数据库的ACID特性,即原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)和持久性(Duability)。原子性原则规定一个事物的所有部分必须都完成,或都不完成。一致性的原则规定查询的结果必须与数据库在查询开始时的状态一致。隔离性的原则规定对于其他部分来说,未完成的(也就是未提交的)事物必须不可见。持久性的原则规定一旦某个事务完成,数据库就不可能丢失这个事务。Oracle主要借助于撤销段和重做日志文件确保事务的完整性[3]。这样一套机制是Oracle制胜的关键之一,它既保证了ACID特性,同时保证了效率,这是非常重要的,尤其对数据量非常巨大的时候。

从数据库的可扩展性来说,Oracle可以随着数据量的增大而不断扩展,理论上没有上限,只会受到硬件资源的限制,多台单机可以通过Oracle RAC搭建集群。而Oracle Exadata软件和硬件一体化设计,是新一代数据库云服务器,更是具有很强的横向扩展能力。

因为MySQL不支持ArcGIS空间数据的存储,所以空间数据只能存储在SQL Server数据库中,其次系统的开发商没有MySQL的产品线,重新研发影响项目进度,所以最好的选择是SQL Server数据库,但SQL Server最大支持1TB的容量,并且计算能力也有限,所以只能把数据按照应用的逻辑部署在不同的实例中。

行业精神是“一个行业在长期的发展实践中逐步提炼和培育形成,并为行业全体成员所认同的价值取向、理想信念、心理特征和精神风貌的总和”[3]。受互联网时代的冲击,传统行业间的界限正在日趋模糊,但各行业精神却在随着时代发展而不断充实新的内涵。“双一流”建设强调高校教师要有较高的思想政治素质和业务素质,并特别强调要“传承创新优秀文化”。我国行业特色型大学作为承担行业人才培养和供给的高等教育载体,必须承担“行业精神”传承的历史使命和责任,这也是各行业特色型大学“特色一流大学精神和大学文化”建设的重要组成部分和内容,因此,行业特色型大学教师要注重行业精神的培育与宣传。

1.3 RDS

关系型数据库(Relational Database Service,简称RDS)是阿里云提供的一种稳定可靠、可弹性伸缩的在线数据库服务。RDS采用即开即用的方式,兼容MySQL、SQL Server两种关系型数据库,并提供数据库在线扩容、备份回滚、性能监控及分析等功能。其中MySQL版基于阿里的分布式文件系统和高性能存储。SQL Server则是部署在两台物理即上,做了主备集群。

通过对图1进行仿真可以得到各种故障的输出波形。下面以A相为例对简单故障分析进行以下分析,其无故障输出波形如图2所示,故障输出波形如图3所示。在图中不难看出,当发生简单故障的时候,故障相的输出电压发生了明显的畸变,而其他相的输出电压没有任何变化,所以可以通过观察输出电压的波形来直接判断发生简单故障的IGBT管的具体损坏位置。

RDS遵循ACID特性。RDS支持HA功能,提供高达99.9%的在线率;支持动态迁移,业务迁移瞬间小于5s;双机热备,数据备份,数据恢复,多副本冗余;按需开通,即开即用,按需计费,费用低廉。

权籍调查服务、业务登记服务是数据生产的主要服务。数据生产采用主备实例模式,保证数据生产的持续性。其它汇总成果库、共享库、查询库可由生产库产生的数据汇总或抽取生成。

 

表2 阿里云专有云RDS最高配置及其性能

  

类型规格内存最大连接数最大IOPS存储空间Mysql5.6Rds.mys2.8xlarge48000M2000140005-1000GBSQLServer2008Rds.mss1.8xlarge48000M20001400010-1000GB

表2为RDS最高配置能提供的性能和存储能力。此外RDS(MySQL版)还提供只读实例等。但RDS存在一个问题,当数据库容量大于1TB时,数据库的性能会明显下降,所以横向扩展能力较差。

RDS功能完善、性能不错,横向扩展性较差,群众基础较好,但MySQL不支持ArcSDE。

1.4 DRDS

分布式关系型数据库服务(Distributed Relational Database Service,简称 DRDS)是阿里巴巴致力于解决单机数据库服务瓶颈问题而自主研发推出的分布式数据库产品。DRDS高度兼容 MySQL协议和语法,支持自动化水平拆分、在线平滑扩缩容、弹性扩展、透明读写分离,具备数据库全生命周期运维管控能力[4]

像战略决策这类大事,在这本书里,都不是靠作者叙述,而是由人物的言行表现。互相之间的说服、辩论,或者说互相间的接触,乃是正确路线形成的过程。如周恩来跟张学良谈判就把原先拟的“抗日反蒋”改为“逼蒋抗日”。此前,写到洛甫所拟《讨蒋令》。由“讨蒋”到“逼蒋抗日”,看似一个漫长过程,却在短短几天时间里完成。在这部小说里,作家站在历史的制高点上,有时用望远镜,有时近距离地观察各抗日力量是如何看待战争进程和指导战争进程发展的。读这部小说,像看到作者站在高高的空中,鸟瞰着一支支抗日队伍,看他们的走向,研究他们何以那样做。

它是一种新型的“关系型数据库”,尤其适用于高并发、海量数据读写,但不适用于对跨库一致性要求较高的web应用系统。也就是说DRDS并没有支持关系型数据库的ACID的一致性原则,严格的来说它已不是传统意义上的关系型数据库。对于DRDS,在保证效率的前提下,牺牲了强一致性,这里也可以看出Oracle的高明之处,不仅具有横向扩张能力,同时又具有强一致性,还保证了执行效率。

西洋哲学-讲师为费诺罗萨。参考斯宾塞(译者注:Herbert Spencer)《世态学》和摩尔根(译者注:Lewis Henry Morgan)《古代社会》,讲授社会学,并以施瓦格勒(译者注:Oswald Arnold Gottfried Spengler)《哲学史》(英语抄本)为教科书,讲授近世哲学史与康德(译者注:Immanuel Kant)哲学等。

1158分段1#盘区三分层已经回采结束进路15条,这15条进路设计出矿量为66199t,而参考地测室2012年实际验收报表该15条进路共计出矿76925t,比设计出矿量增加10716t。集中拉底在1158分段1#盘区三分层应用取得了成功,可以适用于一期进路中,但需要工区加强管理。集中拉底方法在1#盘区的应用提高了1158分段1#盘区的资源回收率。

DRDS扩展能力强,但不支持强一致性,不支持ArcSDE。

DRDS目前不支持分布式事务,因为在冲突比较严重的情况下,分布式事务的延迟可能会非常高,为了保证在分布式数据库的执行效率是可以线性水平扩展的,DRDS采取的原则是:若事务发生在单机,那么可以自由的进行事务,而如果涉及到分布式事务的场景,采取最终一致的方式来解决问题,核心其实就是锁去掉,从而降低延迟。也就是说A要给B 100元,强一致性的结果是要么A有100元,还没支付给B,要么B收到了100元,A已支付。最终一致性是,数据库的查询结果可能是A有100元、B有100元、A减掉了100元但B还没有加上100元,但最终B收到了100元,A减少了100元。DRDS采用分库分表的方法来分割数据库,分布式事务是不可避免的[5]

2 数据库选型

从上面的分析可以看出,Oracle是最合适不动产登记的数据库,首先是对ACID和ArcGIS空间数据的支持,其次是应对海量数据出众的性能和扩展能力,还有良好的群众基础。阿里是国内最早提出去IOE的企业,阿里云的架构没有很好的支持Oracle,并且在生产环境中Oracle不推荐部署在虚拟化环境中(ECS上),部署在虚拟化的中首要的问题是会有I/O瓶颈,它的一些机制和性能会受到很大限制。因此不能选择Oracle数据库。

2013年7月国务院印发《国家基本公共服务体系“十二五”规划》,明确要求逐步将基本公共服务领域各项法律法规和政策与户口性质相脱离。2014年3月,中共中央、国务院印发《国家新型城镇化规划(2014—2020年)》,进一步提出全面推行流动人口居住证制度。2014 年12 月,国务院法制办就《居住证管理办法 (征求意见稿)》向社会公开征求意见。2015年10月21日,国务院正式颁布《居住证暂行条例》,该条例于2016年1月1日起施行。

Oracle功能强大、性能优越、可扩展能力强,其次群众基础好,开发成本低,同时Oracle支持ArcGIS空间数据的存储(即ArcSDE支持Oracle数据库)。但问题在于阿里云不支持Oracle数据库,且费用较高。

有学者运用演化博弈理论建立过“地方政府部门与社会弱势群体之间的演化博弈模型”指出“地方政府部门机会主义行为导致的群体性突发事件呈现扩大化的趋势,如果社会弱势群体的情绪和行动尚未激化,至多停留在集体上访或集会等体制内平和的诉求手段,机会主义的地方政府将采取高压强硬策略,此时博弈均衡结果是妥协,一旦弱势群体中出现少数分子采取了暴力抗争的行动,机会主义的地方政府将采取较大让步,从而诱导其他弱势成员相继采取暴力抗争行动,事态反而进一步呈现扩大趋势。”[6]

3 数据库设计

3.1 数据库物理设计

逻辑备份。利用SQL语言从数据库中抽取数据并存于二进制文件的过程。导入/导出方式进行完整和增量组合备份。备份策略参考:

 

表3 数据库物理设计表

  

自治区政务外网域不动产登记信息平台服务节点云数据库实例单实例逻辑库名称库内容说明存储容量不动产登记数据库服务集群权籍调查服务实例业务登记服务实例登记汇总、监管服务实例RDS-1RDS-2RDS-3QJK001QJK002QJK003…QJK018QJK_SDEDJK001DJK002DJK003…DJK018OA2DBDJHZKHZK_SDEDJHZK_年份(可选)各县(区)权籍调查数据(含空间数据)宁夏区电子地图数据各县(区)登记数据、档案归档数据目录(不含电子文件实体)22县(区)统一工作流流程控制数据(系统表)不动产登记成果不动产登记图形成果按年份水平划分共享1TB空间共享1TB空间共享1TB空间按需要逐年申请不动产登记数据库服务集群(混合数据库)数据共享实例RDS-4JHK_ZJ同住建数据交换(房产)JHK_GT同国土数据交换JHK_NY同农业数据交换JHK_LY同林业数据交换JHK_50最大50个逻辑库共享1TB空间开放式存储实例OSS-1对象存储档案的电子化数据150TB云上互联网域服务节点云数据库实例单实例逻辑库名称库内容说明存储容量公众查询实例RDS-5GZCXK公开查询成果数据500GB开放式存储实例OSS-2对象存储可查档案的电子化数据50GB

3.2 数据库概念设计

数据库概念结构设计如图1所示。

  

图1 数据库E-R图

3.3 数据库逻辑设计

3.3.1 权籍调查数据库

权籍数据库包括宗地所有权信息、宗地使用权信息、房屋所有权、土地承包经营权、林权不动产所有权、房屋及构建物(多幢)等数据,主要是空间数据及调查表数据,如图2所示。

不动产登记的数据包括业务数据和空间数据两类。DRDS不支持空间数据的存储,只能存储业务数据,但它不具有强一致性,只有最终一致性,也就是说不支持关系型数据库ACID特性中的一致性,这对于互相关联的不动产业务数据是不能接受的,如一个查封的事务已提交,但查询到的结果却是还没有查封,这就会造成问题,其次它对SQL不是100%支持,并且不支持函数等,这也会给开发造成一定困难。虽然它具有很好的扩展能力,但依然需要舍弃。

3.3.2 登记业务数据库

登记业务数据库包括办理公用表、登记成果表、不动产基础信息表、其他业务辅助表,其中办理公用表、登记成果表、不动产基础信息表分别包含了历史和现状数据信息,如图3所示。

  

图2 权籍调查数据库逻辑设计

  

图3 登记业务数据库逻辑设计

3.3.3 汇总数据库(登记成果数据库)

实验组孕妇和家庭其他人的满意率为96.3%,对照组为73.7%,两组比较差异有统计学意义(P<0.01)。

汇总数据库是各县(区)权籍调查数据、登记业务数据的合集,数据库内容包括权籍调查数据库和登记业务数据库的全部内容。

3.3.4 综合监管数据库

综合监管数据库是在不动产权籍调查数据库、登记业务数据库、信息共享数据库的基础上,根据综合监管分析需要,抽取部分数据形成的分析型数据库。包括不动产多维数据和不动产趋势数据。如图4所示。

妇幼保健机构往往对专业医疗队伍的培养充分重视,但在档案管理人员培养与管理方面重度不足,很多档案管理人员专业素养较为落后,没有相关培训进修机制,在当前档案管理工作中无法满足现实需求。另外,当前很多档案管理人员理论技术、管理经验较为缺乏,非常容易影响到档案收集管理工作完整性。

  

图4 综合监管数据库

3.4 数据容灾设计

阿里云数据库RDS提供全面的高可用性和高容灾性方案。通过RDS主备模式实现数据库实例访问的高可用性,当主实例失效时,自动切换到备用实例。提供Backup、Recovery、Storage模块组合,Backup实现RDS备份在OSS中的持久存储,Recovery实现OSS上备份文件恢复到目标实例,并支持按功能时间点恢复数据。Storage实现备份文件的上传、转储和下载。

3.4.1 数据库备份解决方案

在数据备份和恢复方面,RDS提供自动备份功能、手动备份功能、下载BINLOG(MySQL版),在临时实例中数据回溯到7天内任意时刻。

利用阿里云平台本身的机制备份。可利用RDS提供的备份任务实现数据库实例的全部备份,并具有定期清理备份文件功能,保证存储空间的合理利用。

数据库物理设计如表3所示。

星期一:完全备份;星期二:增量导出;星期三:增量导出;星期四:增量导出;星期五:累计导出;星期六:增量导出;星期日:完全备份。

针对一个实例下的多个逻辑库进行单独备份的情况,需按周备份计划进行。针对一个实例整体的备份,每月中每天周日需定期下载备份文件,手动转存到OSS,保证1个月的备份文件。

首先,树立全新的人才培养理念,突破传统教育思路,重新认识现代职业教育决策。国家打造的现代职业教育体系是高等教育体系的结构性调整,是打造本科职业教育化,充分利用本科的教育资源培养高层次、高水平、高素养的适应科技时代需求的新型技术工人。因此,打造以培养应用型技术技能型人才为目标的应用技术型大学,独立学院要优化现有的人才培养方式,发挥办学机制灵活的优势,将优势专业与产业相结合,培养特色专业背景强的、面向基层一线岗位的技术技能型人才,使人才培养方式更加符合现代职业教育改革的要求,更具科学性。

利用不动产数据管理子系统提供的功能备份。利用不动产数据管理子系统提供的功能,空间数据备份定期通过连接ESRI-SDE数据库将空间数据导出成SHP文件的方式进行备份,业务数据也可一并备份导出成MDB格式,目录组织可参照《存量数据汇交规范》的要求组织目录结构,采用目录方式整体存储在OSS中,保持业务数据、空间数据的对应一致性。通过多版本的目录式存储,实现各历史时点的数据备份。

3.4.2 异地数据库实例备份

1)备份文件异地存储。通常情况下数据恢复依赖于云平台本生的数据备份机制,为防止数据损坏,定期下载数据库实例的备份文,异地存储于宁夏国土资源厅数据中心,一般在周日进行。

2)利用备份文件还原实例。利用备份文件还原业务登记实例、数据汇总成果实例各一个,利用统一接入系统的增量数据识别、上报功能,实现云端数据汇总成果库和远端数据汇总成果库的增量同步。

3)云异地实例备份。数据库RDS实例,可申请中卫云备份中心,实现RDS重要实例的镜像备份。

4 结语

本文分析了几种不同数据库的特点,并研究了如何在阿里云上选择数据库并搭建搭建不动产登记数据库并进行数据库容灾。在不动产登记数据库普遍采用oracle的情况下,有一定的探索价值,同时对于有海量数据的系统基于阿里云搭建,如何选择数据库,也有一定的借鉴价值。

参考文献

[1] 余广宏.浅谈企业级数据库选型及架构设计[J].信息通信,2017,(1):88-90.

[2] 百度百科.Oracle数据库[DB/OL].https://baike.baidu.com/item/Oracle数据库/3710800?fr=aladdin,2017-11-11.

[3] John Watson,Roopesh Ramklass,Bob Bryla.OCP_OCA认证考试指南全册_ORACLE_DATABASE_11G(1Z0-051,1Z0-052,1Z0-053)[M].北京:清华大学出版社,2016.

杨秋香故意把脸一沉:“爱吃自己包,摊不着我伺候你。”她觉得男人就应当主动与她和好。嘴里说着,因想起以往二人吵架的事,竟然委屈地流下眼泪来。心想:噢,你到底知道离了老婆不行,这就好办。想罢,便动手拌起饺子馅儿来,从此,也慢慢开始和杨力生搭话了。

[4] 宁夏电子政务公共云平台用户使用及迁移指导手册[Z].2016.

[5] 阿里云.分布式关系型数据库服务使用[DB/OL].http://open.taobao.com/doc2/detail.htm?articleId=102730&docType=12015-09-18.

[22]Osonde Osoba, William Welser IV, An Intelligence in Our Image, California: RAND Corporation, 2017, p.21.

 
赫瑞
《河北省科学院学报》2018年第01期文献

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