“云边 + 端”三管齐下，“有蓉”数据库助力四川气象进入天擎时代

《华阳国志巴志》中曾记载：蜀国“山林泽鱼，苑囿瓜果，世代节熟，靡不有焉”，适宜的气候孕育了丰富的物产，滋养了擅长调制百味的巴蜀人民，也锻炼出了驾驭自然、明辨天时的能力。

诸葛亮“夜观天象，知天下大事”的本领，让人赞叹不已。而今天，四川正在用尖端的计算科学来把握风云变幻。

国内老牌数据库厂商虚谷伟业基于开源数据库 openGauss，研发的商业发行版数据库——有蓉，就被应用于四川气象局，助力气象服务。两者结合，将会炮制出怎样的川味气象体验？又能为四川人民的生活带来怎样的新气象？

数据这份“食材”的时代挑战

一个好的气象系统能带来什么，答案可能是：为农林牧副渔等产业提供安全生产的有力支持，把恶劣天气和极端事件可能带来的负面影响降到最低；对气候和环境的监测与了解，也能为当地的可持续发展提供指导。

目前，已有多个省市将“完善气象基础设施”纳入地方“十四五”规划纲要，为防汛、防火提供气象技术服务，确保人民生命财产安全。

这样一盘利国利民的好菜，数据“食材”自然也要跟得上。而这，就给 IT 基础设施中的基础——数据库提出了诸多挑战。比如说：

气象数据的来源多维，既有模式数据，也有气象站、卫星、传感器获取的实况数据，传统数据库架构面临的挑战越来越大；

时空精度要求的提升，也对气象数据计算量级、存储容量、吞吐量等提出了新的需求；

气象涉及到公共服务的重要数据，因此数据安全，数据可控和数据主权是气象数据库的关键需求。

这一背景下，2019 年 7 月，国家级气象大数据云平台“天擎”上线，就具备海量数据存储、全业务贯通、数据高效应用的能力，成为气象关键 IT 基础设施，支撑各类气象业务应用的云化，四川的气象数据也通过“天擎”省级数据库来承载。

“有蓉”调制出川味气象基建特别滋味

精准的气象服务，依赖于丰富庞杂的天气数据和实时高效的计算量级。天擎“云+端”的标准架构，原理是把所有数据集中在云端，也意味着全网任何一个业务操作，均需要云端数据库配合，这对云端的性能，数据吞吐能力和数据安全性提出了前所未有挑战。

因此，四川气象基于“天擎”得“云边+端”方案，赋予了“有蓉”数据库独特的味道。

首先，专门调制的“云边+端”方案，打造极致性能、业务吞吐与数据安全的业务架构铁三角。

一方面，端侧集中提供本地应用服务，边侧数据中心也能提供汇聚数据服务并按需与云上保持一致，解决了数据统一集中在云端而导致数据吞吐量过大的问题。

另一方面，边与端直面向区域用户提供服务，可以做到数据隔离，降低数据安全风险。这样服务下沉，分散到各点后，性能压力分散，减轻云上的业务性能压力。

此外，多项独家“配方”的应用，让“有蓉”可以更安心地应对气象大数据挑战。

作为“天擎”系统核心 TP 数据库的产品服务商，虚谷公司十分重视核心技术创新，虚谷数据库源代码自有率达到了 99.5%。全套国产化软硬件，可以避免基础软件层面的不确定性，安心承载重要数据。

“有蓉”的出现，让云时代的气象数据和服务，被赋予更多新的风味与可能。

支撑数字山河，凭借先进的数据库产品构筑创新底座

更深一步，搞清楚“有蓉”背后的创新因果与逻辑，能帮助我们更清晰地理解，数字变局需要怎样的数据底座？具体表现为四个特征：

第一，边侧数据库的引入，为数据服务搭建了“高速通道”。

以“有蓉”数据库为例，数据可以被快速汇总，各种气象传感器的数据源以更短路径发送到端侧数据库中；数据快速存储，集中在云、边的访问量被分散在边侧，可以快速把数据入库；基于鲲鹏全栈的方案（鲲鹏服务器＋openEuler 操作系统＋有蓉数据库〈openGauss〉）提供强大的数据处理服务，操作响应更快，综合提升气象数据的服务体验。

数据显示，依托鲲鹏计算平台的多核高性能，结合有蓉自身领先的高性能內核，可让数据汇聚速度提升约 30%，从而保障前端业务的实时响应。

第二，“云边端”的高效协同，数据分级同步提升效率。

在数据同步上，一是按特征同步，时效数据会被实时同步到云端汇总；二是按需求同步，对数据进行分类，只同步云端需要数据，其余数据本地留存；三是跨区域同步，没有及时同步到云端的数据，可以跨区域点对点端侧同步。按照架构的特点，端侧数据库热数据提供本地实时气象服务，全省数据分析汇总和精确预报则在云端完成。

“云边端”协同分工，是四川气象迈向智慧化气象服务的关键。

第三，IT 基础设施的稳定，决定了气象服务的业务连续性与可靠性。

气象服务之于国计民生的重要性，也对数据库的可靠性提出了挑战。为此，有蓉数据库基于鲲鹏多核高 NUMA-Aware 能力，加上数据库內核的无锁化设计等一系列技术，在气象数据高并发、高频数据写入和查询的同时，即使系统资源占用近 80%，仍能稳定提供服务。

此外，有蓉数据库还具有金融级的、多地多中心的容灾能力，在部分数据节点宕机后，其他数据库节点迅速接管业务，保证业务连续性，降低数据丢失风险。

最后，则是降低整套系统的部署和运维成本。

气象业务每天会产生数 GB 甚至 TB 的时序数据，给运维带来很大的困难。为了让气象这一“大国重器”更具经济效益和社会价值，“有蓉”数据库高度支持 HTAP 混合负载能力，可以一份数据输出两种业务模型结果，减轻高吞吐压力的同时，极大的节省了业务改造和运维成本。

数据库是 IT 行业的重要基础软件，越是基础，要翻越技术大山就越难，对产业生态的要求也更高。虚谷伟业公司秉承着“虚怀若谷，有容乃大”的理念，不仅仅自研出了自主可控的虚谷数据库，也完美的吸纳高性能高安全的 openGauss 内核，研制出具有巨大优势的有蓉数据库，在国产数据库在市场上突破技术壁垒、走向应用，并担负国家公共基础服务走向数字化、智慧化，更好服务社会的重任。

随着一道道“中国味”的基础软件加入数据经济的盛宴，深入变革气象服务等基础民生领域，改变着每一个人息息相关的日常生活，才让数字山河间飘荡出科技的人间烟火味。

纵然无法像诸葛孔明一般神机妙算，亦能借助数据的力量，洞察气象万千、风云变幻。