解决方案 | 5个“9”级别高可用！存算分离架构高效支撑能源电费结算与支付系统
2024.01.26电费结算与支付系统是财务管理类的典型业务系统。近年来，能源行业某国有大型电网公司新一代电费结算与支付系统，是以总部、分部及各省级电网公司为主体，建立的企业级电力交易电费结算处理应用系统，负责为各类电力市场主体提供安全、快捷、高效、公正的电费结算服务，旨在全面落实能源领域企业电费结算主体责任，为各公司能源互联网战略提供坚实的信息技术保障。
能源电费结算与支付系统对数据库有哪些需求？
快速响应
电费结算与支付系统中的报表管理需要支撑基础数据、电费结算、结算账单等数据查询，并进行数据统计、分析和管理，要求数据库对数据查询、账单查询实现快速的展现，具备快速的响应能力；
高稳定性
电费结算与支付系统属于能源行业的核心业务类系统，对数据库稳定性要求较高，需要底层数据库给业务系统提供持续、稳定、高效的服务；
高并发
该业务系统需要支撑基础数据管理、价格管理、各类电费结算业务、结算账单管理、发票管理、支付管理、对账管理等多项业务功能，用户访问的并发量较高，要求数据库能满足大数据量、高并发的业务需求，并能随着数据并发量的提高，实现按需扩容；
多表关联
电费结算与支付系统包含对账管理、风险管理、报表管理等多个涉及分析的业务，需对数据库中的多个表进行关联分析操作。
存算分离+5个“9”高可用 确保任意故障RPO=0
针对该国有大型电网公司电费结算与支付系统，万里数据库制定如下解决方案：
▲ 电费结算与支付系统解决方案架构图
电费结算与支付系统数据源自业务场景的调度系统、交易系统、财务系统等多个系统，需要将处理后的数据存储到GreatDB分布式数据库集群中。整个集群分为管理数据库和专题数据库两部分：管理数据库包括主数据库、配置管理库、权限管理库，主要用于对整个数据库集群进行统一管理；专题数据库包括基础数据、电厂数据、价格数据、结算依据等业务数据库。整个数据库集群对外提供数据存储和抽取接口，对基础数据管理、价格管理、电费结算管理等财务管理应用系统提供数据。
GreatDB采用Shared-Nothing计算存储分离的分布式架构，具有极强的可扩展性，满足用户按需动态扩缩容的需求，SQL节点负责计划的构建与执行，数据节点负责业务数据存储和部分计算功能。
万里数据库GreatDB分布式采用全组件冗余架构，任意组件故障不会影响集群的可用性，高可用达到99.999%。
集群所有组件都基于Paxos保证元数据与业务数据强一致，任一组件至少部署3个节点，在某台机器出现故障时，会自动进行故障转移，确保任意故障场景RPO=0，数据零丢失。
与此同时，万里数据库提供自主研发的运维管理平台GreatADM，提供在线扩容、备份恢复、健康巡检、配置管理、日志操作等28项覆盖数据库运维管理全生命周期的功能，实现数据库全生命周期的便捷运维管理。
方案优势
高性能吞吐能力：GreatDB支持在线添加计算节点，计算节点负责处理新会话接入、SQL语句解析等功能，计算节点的增加将提升整个集群的性能吞吐能力，并保持吞吐能力呈线性增长；
多表关联：电费结算与支付系统在业务处理过程中存在大量的表关联操作。不同应用关联的复杂度不同，且通常涉及多张表的关联查询操作。在此需求下，GreatDB通过优化并行计算框架，在多用户访问情况下将反馈结果及时传递给客户端，避免出现大的响应延迟而影响应用体验；
易于扩展：支持在线scale-out扩容，在线扩容过程保证数据完整性和一致性，扩容后各节点数据能自动均衡到新节点；支持在线scale-in缩容，在线缩容过程同样保证数据的完整性和一致性，且缩容后各节点数据自动均衡；
混合支撑：电费结算与支付系统包含多个应用模块，如：基础数据管理、价格管理、结算依据管理、电费结算管理、账单管理和报表分析管理等。因多个功能共享数据库集群，可保障系统在TP、AP业务场景下实现数据打通和业务连续，实现混合支撑，避免建设多个独立集群来逐一支撑；
便捷部署：提供图形化的SQL操作平台——数据库运维管理平台GreatADM，可支持数据库SQL语句的查询与结果集展现、SQL数据操作与结果展现、用户管理、库表管理等功能，支持数据库集群备份/恢复、审计日志、慢日志、TOPSQL、参数配置管理及集群巡检，并提供集群的扩缩容管理。
END
能源行业电费结算与支付系统采用安全数据库GreatDB分布式建设方案，支撑实时结算和日清统计功能，体现了GreatDB分布式的高性能处理特性。同时，基于主数据管理实现跨系统的数据标准管理，大幅提升电费结算的线上工作效率，为电力市场提供高效、公正的电费结算服务。
此外，GreatDB分布式采用线程池、并行计算、计划下推等多种优化策略，深度适配多个国产软硬件平台，高效支撑了大数据量、高并发、低延迟、快速响应的电费结算业务场景要求，助力能源企业-能源互联网战略行稳致远。
