摘要：在当今数据驱动的商业环境中，数据库的性能和可靠性是企业成功的关键。GBase 8s作为一款成熟稳定的国产数据库系统，其SSC集群架构通过优化网络交互，显著提升了性能和可用性。本文将陆续介绍GBase 8s SSC集群的网络交互信息概述和网络吞吐量计算。
在当今数据驱动的商业环境中，数据库的性能和可靠性是企业成功的关键。GBase 8s作为一款成熟稳定的国产数据库系统，其SSC集群架构通过优化网络交互，显著提升了性能和可用性。本文将陆续介绍GBase 8s SSC集群的网络交互信息概述和网络吞吐量计算。
在GBase 8s SSC集群中，主节点向从节点只传输网络心跳、逻辑日志当前位置信息等内容即可，并不需要传输逻辑日志，SSC从节点只需根据主节点的最新LSN号从共享磁盘读取逻辑日志即可，这样减少了网络的信息传递，也减少网络延迟等网络因素对同步性能的影响，因此，在SSC集群中，节点间网络传输相比逻辑日志写入要少很多，网络的传输量并不大，尽可能减少了网络性能对SSC集群性能的影响。
在只有一个从节点的SSC集群情况下，假定TPCC测试在400并发下性能为100万tpmc，主从节点间的网络吞吐量理论最大约为3.5MB/s，SSC主节点发送PPS为16666.7包/s。此场景下忽略了其他主从间其他的消息交互，实际测试场景下，网络吞吐量要高于此理论值。
同时，在SSC从节点支持更新的场景下，假定TPCC中只包含neworder业务并且直接在SSC从节点执行测试，如果TPCC性能达到100万tpmc，则网络吞吐量为248.9 MB/s，SSC从节点发送PPS达到400000包/s。
一、SSC集群架构与工作原理
GBase 8s SSC集群为共享存储集群，允许多个数据库实例同时访问、操作同一数据库，具有高可用、高性能、负责均衡等特性，且支持故障自动切换和故障自动重加入。
1、SSC集群架构
图1 SSC集群架构图
2、SSC集群工作原理
图2 SSC集群工作原理
相比于HAC和RHAC集群，SSC集群并不需要在主从节点间传输逻辑日志文件，主节点只需向从节点发送逻辑日志当前位置信息即可，而SSC从节点可以根据接收到的LSN从共享存储获取，具体的工作原理如下：
（1）主节点完成数据更细，并发送当前LSN (Log Sequence Number)给SSC从节点。
（2） SSC从节点接收到主节点发送的LSN，并从磁盘读取更新的逻辑日志。
（3）SSC从节点重做逻辑日志更新内存中数据。
（4）SSC从节点返回LSN ACK。
除此之外，与其他集群类型类似，SSC集群主节点和从节点之间，需要定时发送心跳信息，以维护集群状态。
二、网络交互的优化
无负载场景
SSC集群在没有业务情况下，主节点每秒通过网络给从节点发送网络心跳，在有业务时，当逻辑日志buffer刷新到磁盘时，主节点向从节点发送当前的LSN。主从间的消息时序图如下：
图3 时序图
心跳包由MACH11_PING和IamAlive类型消息组成，其中MACH11_PING类型消息长度为24字节，IamAlive类型消息长度为16字节。SSC从节点收到心跳包后回复ACK包，包括MACH11_PINGACK和IamAlive类型消息。
在有业务时，主节点发送的数据包由logLPG和MACH11_PING类型消息组成，SSC从节点收到后回复的数据包由logLSN和MACH11_PINGACK类型消息组成，各种消息的长度如下表：
每个数据包的组成如下图
图4 数据包组成图
其中SMX Header的长度为20个字节。
由上可知，在无业务的情况下，各种数据包在网络发送时长度如下：
主节点发送的心跳包的长度为20+24+16=60字节，加上以太网首部、网络IP首部和TCP首部的长度总和至少为54字节（14+20+20），心跳网络包的长度为54+60=114字节；
SSC从节点对心跳的ACK网络包长度为54+16+16=86字节；
在有业务的情况下，各种数据包在网络发送时长度如下：
LSN网络包的长度为54+20+28+24=126字节；
SSC从节点的LSN ACK网络包长度为54+24+16=94字节。
来源：GBASE南大通用
