數(shù)據(jù)庫發(fā)展研究報告（2021年）

來源：中國信息通信研究院時間：2021-06-28 17:36:07 作者：

“未來一段時期，我國數(shù)據(jù)庫行業(yè)將圍繞兩個核心命題進行發(fā)展：一個是縮小“高要求的存量數(shù)據(jù)應用需求”與“仍處于發(fā)展初期階段的供給能力”之間的差距；另一個是探索“創(chuàng)新型數(shù)據(jù)應用需求”與“數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)品演進路線”的合理映射關系?！?/p>

日前，中國信息通信研究院正式發(fā)布了《數(shù)據(jù)庫發(fā)展研究報告（2021年）》，本研究報告從技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應用三方面梳理了數(shù)據(jù)庫發(fā)展情況，并展望了發(fā)展趨勢。

據(jù)中國信通院測算，2020年全球數(shù)據(jù)庫市場規(guī)模為671億美元，其中中國數(shù)據(jù)庫市場規(guī)模為35億美元（約合240.9億元人民幣），占全球5.2%。預計到2025年，全球數(shù)據(jù)庫市場規(guī)模將達到798億美元，中國的IT總支出將占全球12.3%。中國信通院預計，中國數(shù)據(jù)庫市場在全球的占比將在2025年接近中國IT總支出在全球的占比，中國數(shù)據(jù)庫市場總規(guī)模將達到688億元，市場年復合增長率（CAGR）為23.4%。

01、數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展歷程

首款企業(yè)級數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品誕生于上世紀60年代，六十余年發(fā)展過程中，數(shù)據(jù)庫共經(jīng)歷前關系型、關系型和后關系型三大階段。

前關系型階段（1960-1970）：網(wǎng)狀層次數(shù)據(jù)庫初嘗探索

前關系型階段數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型主要基于網(wǎng)狀模型和層次模型，代表產(chǎn)品為IDS和IMS，該類產(chǎn)品在當時較好地解決了數(shù)據(jù)集中存儲和共享的問題，但在數(shù)據(jù)抽象程度和獨立性上存在明顯不足。

關系型階段（1970-2008）：關系型數(shù)據(jù)庫大規(guī)模應用

關系型階段以IBM公司研究員E.F.Codd提出關系模型概念，論述范式理論作為開啟標志，期間誕生了一批以DB2、Sybase、Oracle、SQLServer、MySQL、PostgreSQL等為代表的廣泛應用的關系型數(shù)據(jù)庫，該階段技術(shù)脈絡逐步清晰、市場格局趨于穩(wěn)定。

后關系型階段（2008-至今）：模型拓展與架構(gòu)解耦并存

谷歌的三篇論文開啟后關系型數(shù)據(jù)庫階段，該階段由于數(shù)據(jù)規(guī)模爆炸增長、數(shù)據(jù)類型不斷豐富、數(shù)據(jù)應用不斷深化，技術(shù)路線呈現(xiàn)多樣化發(fā)展。隨著各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型不斷深入，5G、云計算等新興技術(shù)快速發(fā)展，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的應用系統(tǒng)紛紛優(yōu)化升級。全球市場格局劇烈變革，我國數(shù)據(jù)庫產(chǎn)業(yè)進入重大發(fā)展機遇期。

02、數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展趨勢

大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)量不斷爆炸式增長，數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)也越來越靈活多樣，日益變革的新興業(yè)務需求催生數(shù)據(jù)庫及應用系統(tǒng)的存在形式愈發(fā)豐富，這些變化均對數(shù)據(jù)庫的各類能力不斷提出挑戰(zhàn)，推動數(shù)據(jù)庫技術(shù)的不斷演進。

趨勢一：多模數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)一庫多用

多模數(shù)據(jù)庫支持靈活的數(shù)據(jù)存儲類型，將各種類型的數(shù)據(jù)進行集中存儲、查詢和處理，可以同時滿足應用程序?qū)τ诮Y(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理需求。未來在云化架構(gòu)下，多類型數(shù)據(jù)管理是一種新趨勢，也是簡化運維、節(jié)省開發(fā)成本的一個新選擇。

趨勢二：統(tǒng)一框架支撐分析與事務混合處理

產(chǎn)業(yè)界當先正基于創(chuàng)新的計算存儲框架研發(fā)HTAP數(shù)據(jù)庫，其能夠基于統(tǒng)一套引擎同時支撐業(yè)務系統(tǒng)運行和分析決策場景，避免在傳統(tǒng)架構(gòu)中，在線與離線數(shù)據(jù)庫之間大量的數(shù)據(jù)交互。

趨勢三：運用AI實現(xiàn)管理自治

目前有研究通過將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫組件用機器學習算法替代，來實現(xiàn)更高的查詢和存儲效率，自動化處理各種任務。未來80%以上的日常運維工作有望借助AI完成。

趨勢四：充分利用新興硬件

隨著新型硬件成本逐漸降低，充分利用新興硬件資源提升數(shù)據(jù)庫性能、降低成本，是未來數(shù)據(jù)庫發(fā)展的重要方向之一。

趨勢五：與云基礎設施深度結(jié)合

Gartner預測，到2022年75%的數(shù)據(jù)庫將托管在云端。云與數(shù)據(jù)庫的融合，減少了數(shù)據(jù)庫參數(shù)的重復配置，具有快速部署、高擴展性、高可用性、可遷移性、易運維性和資源隔離等特點。云原生數(shù)據(jù)庫能夠隨時隨地從多前端訪問，提供云服務的計算節(jié)點，并且能夠靈活及時調(diào)動資源進行擴縮容，助力企業(yè)降本增效。

趨勢六：隱私計算技術(shù)助力安全能力提升

近年來以同態(tài)加密等密碼學為代表的軟件解決方案和以可信執(zhí)行環(huán)境(TEE)為代表的硬件方案為數(shù)據(jù)庫安全設計提供許多新思路。未來，此類數(shù)據(jù)庫將圍繞算法安全性和性能損耗等問題，逐步突破，進而提供覆蓋數(shù)據(jù)全生命周期的安全保護機制。

趨勢七：區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫輔助數(shù)據(jù)存證溯源

區(qū)塊鏈具有去中心化、信息不可篡改等特征，區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫能夠長期留存有效記錄，數(shù)據(jù)庫的所有歷史操作均不可更改并能追溯，適用于金融機構(gòu)、公安等行業(yè)的應用場景。未來，提升區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫性能將成為學術(shù)界與工業(yè)界共同探索的命題。

03、數(shù)據(jù)庫典型行業(yè)應用動態(tài)

金融、電信、政務、制造、互聯(lián)網(wǎng)五個行業(yè)為數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品及服務采購份額前五的行業(yè)，采購總和占據(jù)全部市場份額的80%以上。

（一）金融行業(yè)&電信行業(yè)

據(jù)中國信通院統(tǒng)計分析，以業(yè)務系統(tǒng)數(shù)量為計數(shù)單位，我國金融行業(yè)各類數(shù)據(jù)庫占比為Oracle 55%、DB2 19%、MySQL 13%、PostgreSQL 6%，其他 7%。

目前，金融和電信行業(yè)在數(shù)據(jù)庫應用方面正在呈現(xiàn)三大趨勢：一是大部分存量數(shù)據(jù)庫將向分布式架構(gòu)升級；二是應用大量非關系型數(shù)據(jù)庫助力創(chuàng)新業(yè)務落地；三是產(chǎn)品選型逐漸傾向國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫供應商。

（二）政務行業(yè)

我國在提升社會治理的數(shù)字化治理水平過程中，主要呈現(xiàn)兩大特點：一是個體、企業(yè)和社會等被治理對象數(shù)量龐大、日趨復雜，二是智能治理要求各層、各機構(gòu)政府人員深度應用信息科技工具。當前政務行業(yè)在數(shù)據(jù)庫應用方面正在呈現(xiàn)兩大趨勢：一是大范圍應用空間型、關聯(lián)型數(shù)據(jù)庫等產(chǎn)品；二是利用各類工具組件，做到數(shù)據(jù)庫應用“平民化”。

（三）制造業(yè)

當前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正逐步滲透工業(yè)領域，不斷增長的傳感器、飆升的數(shù)據(jù)量以及更高的大數(shù)據(jù)分析需求對原有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提出了新的需求，包括增加擴展性、實現(xiàn)與大數(shù)據(jù)技術(shù)生態(tài)的友好對接、降低大規(guī)模應用價格、充分利用邊緣計算設備能力。未來工業(yè)行業(yè)在數(shù)據(jù)庫應用方面將呈現(xiàn)兩大趨勢：一是應用大量時序數(shù)據(jù)庫；二是逐步向邊緣計算發(fā)展。

（四）互聯(lián)網(wǎng)

互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)為充分發(fā)揮新要素、新模式、新動能等方面的優(yōu)勢，對底層IT系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫提出了多項新要求，以性能好、造價低、迭代快為核心。未來互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)在數(shù)據(jù)庫應用方面將呈現(xiàn)三大趨勢：一是利用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫加速業(yè)務效率；二是開源數(shù)據(jù)庫應用更加廣泛；三是初創(chuàng)公司利用云數(shù)據(jù)庫促進其快速發(fā)展。

04、總結(jié)與展望

數(shù)據(jù)庫作為提供數(shù)據(jù)存儲與處理能力的軟件產(chǎn)品，是各機構(gòu)信息系統(tǒng)的關鍵部件，是助力數(shù)據(jù)價值釋放的核心引擎。隨著數(shù)據(jù)躍升為生產(chǎn)要素，數(shù)據(jù)重要性進一步提高，我國數(shù)據(jù)庫產(chǎn)業(yè)也迎來新一輪變局。

從產(chǎn)業(yè)角度看，宏觀政策利好推動了存量數(shù)據(jù)庫市場上行，我國數(shù)據(jù)庫產(chǎn)業(yè)進入蓬勃發(fā)展的初期，產(chǎn)品供應商、服務提供商、支撐產(chǎn)業(yè)從業(yè)者均積極行動，各自發(fā)揮技術(shù)、渠道、運營等優(yōu)勢，尋求對于自身最優(yōu)的發(fā)展路徑；另一方面云基礎設施的發(fā)展成熟將接近一半的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫市場轉(zhuǎn)移到了線上，云計算企業(yè)利用既有基礎設施優(yōu)勢，成為最大獲益者。

從技術(shù)角度看，一方面數(shù)據(jù)應用的變化倒逼數(shù)據(jù)庫具備更大數(shù)據(jù)存儲容量、更多數(shù)據(jù)計算模型、更快數(shù)據(jù)業(yè)務響應能力，整體技術(shù)發(fā)展進入后關系型階段，架構(gòu)設計逐漸分布式化、模型構(gòu)建逐漸場景化；另一方面，人工智能、新型硬件、區(qū)塊鏈、密態(tài)計算等關聯(lián)技術(shù)的創(chuàng)新正在催生新型數(shù)據(jù)庫設計模式，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫功能邊界正被逐漸突破。在數(shù)據(jù)庫產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的變局過程中，供給側(cè)、應用側(cè)、生態(tài)側(cè)均處于機遇與挑戰(zhàn)并存的狀態(tài)。

具體內(nèi)容如下