面向高能物理实验及信息化管理的云数据库服务技术研究及应用

High energy phisics (HEP) expereiments and information management need the support of database. Nowaday, HEP in China usually adapts the stack architecture of database application, which makes the waste of manpower and material resources. And also the stack architecture can’t guarantee the high security and reliability of database. To satisfy the requirements of HEP experiments and information management, this project researches the key technology of cloud database, and solves the problems of user independence, resource scalability, access transparancy, high availablity and free maintenance in three layers: (1) In the layer of database services, we propose the high availability architecture to support multi-tenancy database service. (2) In the layer of database resources,we adapt the virtulization technology to supply extensible,controllable cloud database services,which are and based on frequently used databases in HEP experiment. (3) In the layer of storage, adapt the unified storage technology to accomplish high reliability of data management.

高能物理实验以及围绕实验开展的信息管理系统均需要数据库的支持。目前国内高能物理多采用传统烟囱式部署架构的数据库应用方式，造成资源、人力的浪费，同时无法保证数据库的安全可靠和高可用性。本课题针对高能物理实验及信息化管理对数据库应用模式的需求，开展云数据库关键技术研究，三个层面解决提供云数据库服务面临的用户自主性、资源可扩展性、访问透明性、服务高可用性及运维统一性问题：1）在数据库服务层，实现支持多租户的高可用性云数据库服务，解决高能物数据存储和管理方式的易用性、免运维的需求；2）在数据库资源层，采用虚拟化技术，构建动态基于高能物理实验常用数据库类型的、可扩展的、可监控的云数据库服务，提高数据库系统资源利用效率；3）在数据存储层，采用统一存储技术实现数据管理的高可靠性。

高能物理实验以及围绕实验开展的信息管理系统均需要数据库的支持。目前国内高能物理多采用传统烟囱式部署架构的数据库应用方式，造成资源、人力的浪费，同时无法保证数据库的安全可靠和高可用性。本项目针对高能物理实验及信息化管理对数据库应用模式的需求，开展云数据库关键技术研究：采用容器技术Docker+Kubernetes构建虚拟资源集群，建设可灵活调度和扩展的云数据库资源池；采用分级监控技术实现资源监控、性能监控和数据库监控，保证数据库服务的稳定和便捷；采用统一存储技术实现数据管理的高可靠性。通过关键技术研究，解决了数据库服务面临的用户自主性、资源可扩展性、访问透明性、服务高可用性及运维统一性问题。项目建设了数据库服务平台，实现了支持两种典型数据库的数据库服务，为用户提供基于WEB的一站式服务，满足用户并满足多租户、弹性扩容、数据库隔离、管理便捷、免运维的需求。云数据库服务平台已经面向5个高能物理实验项目（JUNO实验、HXMT卫星、Gecam卫星、LHAASO实验、HEPS实验）的部分应用和所级信息化项目提供服务。