金仓多模数据库平替 MongoDB：电子证照国产化的技术实操与价值突破

引言 电子证照国产化的时代背景与挑战

在政务迈向数字化的大背景下，电子证照系统可算是 “数字政府” 建设的重头戏。这套系统对提高政务服务效率、减轻老百姓办事负担特别重要。但长期以来，很多电子证照系统都依赖 MongoDB 这类国外数据库，现在慢慢遇到了三个麻烦事儿：一是技术生态可能受外部影响，有潜在风险；二是碰上大量并发请求时，性能跟不上；三是大规模转移数据的时候，保障措施不到位。所以说，把电子证照系统换成国产的，已经成了保证政务体系自主可控、进一步提升服务效果的必答题。

这篇文章就聚焦金仓多模数据库在电子证照国产化中的实际操作，从环境搭建、配置到应用层的无感替换，一步步给你演示它怎么平稳替代 MongoDB，为电子证照系统的国产化改造提供实实在在的技术路子。

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一、MongoDB 的价值及其存在的问题

MongoDB 是挺有名的文档型 NoSQL 数据库，凭着灵活的 schema 设计和对非结构化数据的支持，在不少领域都用过。在电子证照系统里，以前常用它存证照元数据、附件这些不同类型的数据，支撑证照查询、共享之类的业务。

但在电子证照国产化的实际操作中，MongoDB 的问题慢慢暴露出来了：

• 技术生态依赖风险：作为国外数据库，它的技术生态很容易受外部因素影响。现在大家都在搞信创，这就有供应链安全隐患，满足不了电子证照系统 “自主可控” 的要求。
• 高并发性能瓶颈：电子证照系统得服务 500 多家单位，经常要应对 1000 + 并发连接的高频访问。像 “电子证照跨区域跨省通办” 这种高频查询场景，用 MongoDB 的时候，响应延迟能到 5 秒以上，严重拖慢了政务服务效率。
• 大规模数据迁移隐患：电子证照系统攒下的历史数据可不少，动不动就到 TB 级（比如证照办理记录、用户权限信息这些）。MongoDB 在大规模数据迁移时，自带的工具不够高效安全，容易出现数据丢失、迁移时间太长的问题。

二、金仓数据库的介绍及其替代 MongoDB 的技术可行性和优势

金仓多模数据库在国内数据库领域可是 “排头兵”，能处理关系型、文档型、键值型等多种数据。要说它替代 MongoDB 的技术可行性和优势，咱们来好好说道说道：

技术可行性

金仓多模数据库把 MongoDB 的原生协议研究得透透的，像 MongoDB 的 CRUD 操作、索引机制、聚合查询这些核心功能，它都支持。这意味着什么呢？原来基于 MongoDB 开发的电子证照应用，不用改代码，直接连金仓多模数据库就行，实现 “零代码” 平滑替换，是不是很方便？

核心优势

• 多模兼容，一体化存储：它能同时存电子证照的结构化元数据（像证照编号、有效期这些，用关系表存）和非结构化附件（比如证照 PDF，用文档格式存），还能通过原生接口跨类型联合查询，电子证照系统里各种类型的数据管理需求，它全给包圆了。
• 读写分离，高并发支撑：它支持 “一主多从” 的读写分离架构，主库负责证照新增、更新这些写操作，从库处理高频查询、共享调用这些读操作。就拿 “跨省通办” 这类高频场景来说，响应延迟能从 5 秒优化到 0.3 秒以内，性能提升可不是一点点。
• 迁移工具靠谱，数据安全可控：它自带定制化数据迁移工具，能分阶段、自动化迁移 TB 级数据，还内置了数据比对校验机制，保证迁移时数据不丢失、一致性有保障，彻底解决了 MongoDB 大规模数据迁移的麻烦。
• 自主可控，安全合规：作为咱们自己的国产数据库，金仓是完完全全自主研发的，符合国家信创要求，从根本上保障了电子证照系统的供应链安全。

三、在 CentOS 上准备环境和配置（基于金仓多模数据库 V9R1C10）

步骤 1：系统环境准备

1. 硬件与系统要求（V9R1C10 推荐配置）：

   • 内存：至少 8GB（高频并发场景建议 16GB 及以上）
   • 磁盘：至少 50GB 空闲空间（包括数据存储与日志）
   • 系统：CentOS 7.9（得更新到最新内核：yum update -y）
   • 网络：确保 27017 端口（MongoDB 兼容端口）、54321 端口（默认数据库端口）开放

2. 安装必要依赖包：

   # 基础依赖（含异步IO、网络工具、加密库等）
   yum install -y libaio-devel net-tools openssl-devel libuuid-devel
   # 安装ss工具（替代netstat，系统默认可能没装）
   yum install -y iproute
   

步骤 2：金仓多模数据库 V9R1C10 安装

1. 下载安装包：从金仓官方渠道获取 V9R1C10 版本的 CentOS 安装包（建议选KingbaseES_V9R1C10_Lin64_Install.iso）。

这里可以参考我之前写的一篇文章CentOS 上安装 KingbaseES（ISO 包）详细教程_金仓数据库安装 - CSDN 博客

步骤 3：开启 MongoDB 兼容模式（V9R1C10 配置优化）

V9R1C10 的 MongoDB 兼容配置更细致，得通过主配置文件和模块配置文件配合开启：

修改主配置文件

vi /opt/Kingbase/ES/V9R1C10/data/kingbase.conf

加上这些配置（启用多模引擎与协议兼容）：

# 启用多模数据引擎（V9R1C10必须显式开启）
multimode_engine = on
# 加载MongoDB协议模块
mongodb_protocol = on

配置 MongoDB 兼容参数：

V9R1C10 把 MongoDB 相关配置单独做成了mongodb.conf，路径在：

vi /opt/Kingbase/ES/V9R1C10/data/mongodb.conf

加上核心配置：

# 监听端口（和MongoDB保持一致）
port = 27017
# 允许远程连接（生产环境建议指定具体IP）
bind_ip = 0.0.0.0
# 启用认证（V9R1C10默认开启，必须配置）
auth = on

2. 创建 MongoDB 兼容模式用户

   因为默认开启了认证，得通过金仓 SQL 工具创建有对应权限的用户：

   # 登录金仓数据库（用安装时设置的system用户）
   ksql -U system -d test -p 54321
   # 执行SQL创建MongoDB兼容用户（用户名/密码换成实际的）
   CREATE USER mongo_user WITH PASSWORD 'Mongo@123';
   GRANT MONGO_ADMIN TO mongo_user;
   q
   

3. 重启数据库服务

   systemctl restart kingbasees
   # 设置开机自启
   systemctl enable kingbasees
   

步骤 4：验证服务启动状态

# 1. 检查数据库进程
ps -ef | grep KingbaseES_V9R1C10

# 2. 检查端口监听
ss -tulpn | grep 27017  # 确认MongoDB兼容端口在监听
ss -tulpn | grep 54321  # 确认数据库主端口在监听

# 3. 验证认证生效（试着无密码连接，应该会失败）
mongo --host localhost --port 27017
# 预期输出：Error: Authentication failed.

四、实操验证：应用层平滑替换 MongoDB

前置准备：安装依赖

# V9R1C10兼容pymongo 3.12.x及以上版本，推荐指定版本安装
pip3 install pymongo==3.12.3

步骤 1：MongoDB 环境下的基础操作

先用mongo_operation.py脚本，确保在 MongoDB 环境下增删改查都能正常执行。

步骤 2：金仓多模数据库 V9R1C10 下的操作

运行

from pymongo import MongoClient

# 关键修改：加上认证信息（用户名为mongo_user，密码为Mongo@123）
client = MongoClient("mongodb://mongo_user:Mongo@123@localhost:27017/")
db = client["e_license_db"]
collection = db["license_coll"]

# 下面的增删改查操作和MongoDB环境完全一样
insert_result = collection.insert_one({
    "license_id": "LIC20250001",
    "name": "企业营业执照",
    "status": "有效",
    "issue_date": "2025-01-10"
})
print("金仓插入ID：", insert_result.inserted_id)

query_result = list(collection.find({"license_id": "LIC20250001"}))
print("金仓查询结果：", query_result)

update_result = collection.update_one(
    {"license_id": "LIC20250001"},
    {"$set": {"status": "已更新"}}
)
print("金仓更新匹配数：", update_result.matched_count)

delete_result = collection.delete_one({"license_id": "LIC20250001"})
print("金仓删除匹配数：", delete_result.deleted_count)

执行脚本验证：

python3 kingbase_operation.py
# 预期输出和MongoDB环境完全一样，说明认证生效了，操作也兼容

拓展验证：数据迁移实操（V9R1C10 推荐工具）

V9R1C10 提供了专用迁移工具kingbase_mongo_migrate，替代 MongoDB 自带的mongodump/mongorestore，支持增量迁移和冲突处理：

1. 导出 MongoDB 数据

   mongodump --db e_license_db --collection license_coll --out /tmp/mongo_dump
   

2. 用金仓迁移工具导入

   bash

   # 迁移工具路径
   cd /opt/Kingbase/ES/V9R1C10/bin/migration/
   # 执行迁移（指定源数据路径、金仓地址、认证信息）
   ./kingbase_mongo_migrate 
     --src /tmp/mongo_dump/e_license_db/license_coll.bson 
     --host localhost 
     --port 27017 
     --user mongo_user 
     --password Mongo@123 
     --db e_license_db 
     --collection license_coll
   

3. 验证数据完整性

   # 用金仓数据校验工具对比源数据和目标数据
   ./kingbase_data_verify 
     --src-type mongo 
     --src-uri "mongodb://localhost:27017/e_license_db" 
     --dest-type kingbase-mongo 
     --dest-uri "mongodb://mongo_user:Mongo@123@localhost:27017/e_license_db" 
     --collection license_coll
   # 预期输出：Verification passed. Data consistency: 100%
   

四、实操验证：应用层平滑替换 MongoDB

咱们用 Python + pymongo 库，演示从 “MongoDB 环境操作” 到 “金仓环境操作” 的无感知切换，看看应用层到底能不能平滑替换。

前置准备：安装 Python 与 pymongo 库

在 CentOS 服务器或者本地开发机上装 Python 和 pymongo（要是只验证 CentOS 环境，直接在服务器上弄就行）：

# 装Python（CentOS 7.9默认有Python 2.7，建议装Python 3）
yum install -y python3
# 装pymongo库
pip3 install pymongo

步骤 1：MongoDB 环境下的基础操作（对照实验）

写个 Python 脚本mongo_operation.py，连接 MongoDB 做增删改查操作：

python

from pymongo import MongoClient

# 连MongoDB（假设本地MongoDB服务监听27017端口）
client = MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
# 选数据库和集合（和MongoDB的库、集合概念一样）
db = client["e_license_db"]
collection = db["license_coll"]

# 插一条电子证照测试数据
insert_result = collection.insert_one({
    "license_id": "LIC20250001",
    "name": "企业营业执照",
    "status": "有效",
    "issue_date": "2025-01-10"
})
print("MongoDB插入ID：", insert_result.inserted_id)

# 查数据
query_result = list(collection.find({"license_id": "LIC20250001"}))
print("MongoDB查询结果：", query_result)

# 更新数据
update_result = collection.update_one(
    {"license_id": "LIC20250001"},
    {"$set": {"status": "已更新"}}
)
print("MongoDB更新匹配数：", update_result.matched_count)

# 删除数据
delete_result = collection.delete_one({"license_id": "LIC20250001"})
print("MongoDB删除匹配数：", delete_result.deleted_count)

执行脚本：

python3 mongo_operation.py

确认 MongoDB 环境下增删改查操作都能正常跑起来。

步骤 2：金仓多模数据库下的相同操作（平滑替换验证）

把上面脚本的连接字符串改成连金仓多模数据库（金仓要是装在本地 CentOS 服务器，地址就写localhost；要是远程服务器，就换成实际 IP），保存成kingbase_operation.py：

运行

from pymongo import MongoClient

# 连金仓多模数据库（地址是金仓服务器IP，本地就写localhost）
client = MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
db = client["e_license_db"]
collection = db["license_coll"]

# 做和MongoDB一模一样的增删改查操作
insert_result = collection.insert_one({
    "license_id": "LIC20250001",
    "name": "企业营业执照",
    "status": "有效",
    "issue_date": "2025-01-10"
})
print("金仓插入ID：", insert_result.inserted_id)

query_result = list(collection.find({"license_id": "LIC20250001"}))
print("金仓查询结果：", query_result)

update_result = collection.update_one(
    {"license_id": "LIC20250001"},
    {"$set": {"status": "已更新"}}
)
print("金仓更新匹配数：", update_result.matched_count)

delete_result = collection.delete_one({"license_id": "LIC20250001"})
print("金仓删除匹配数：", delete_result.deleted_count)

执行脚本：

python3 kingbase_operation.py

你会发现输出结果和 MongoDB 环境下的一模一样，这说明啥？应用代码根本不用改，就能从 MongoDB 平滑切换到金仓多模数据库，是不是很厉害？

拓展验证：数据迁移实操（简单演示）

要是想把 MongoDB 里的电子证照数据迁到金仓，可以按下面的步骤快速验证：

1. 用 mongodump 导出 MongoDB 数据：

   mongodump --db e_license_db --collection license_coll --out /tmp/mongo_dump
   

2. 用 mongorestore 导入金仓多模数据库：

   金仓兼容 MongoDB 数据格式，直接用mongorestore工具导就行：

   mongorestore --host 金仓服务器IP --port 27017 /tmp/mongo_dump
   

3. 验证数据完整性：

   执行前面的kingbase_operation.py脚本，或者直接查金仓数据库，看看迁移后的数据和原来 MongoDB 的是不是一模一样。

结语

从 CentOS 环境搭建、金仓多模数据库的 MongoDB 兼容配置，到应用层无感知平滑替换、数据迁移验证，这一连串的实操步骤很清楚地说明：金仓多模数据库在电子证照系统里替换 MongoDB 完全可行，而且不用改应用代码。

这种 “零代码” 平滑替换的能力，不光解决了 MongoDB 在电子证照国产化中技术依赖、性能瓶颈、迁移风险这些问题，更靠着国产数据库的自主可控特性，给电子证照系统的安全稳定运行加了道保障。

现在政务数字化和信创战略结合得越来越紧密，金仓多模数据库在电子证照领域的这次成功实践，给更多政务系统的国产化改造提供了可以直接参考的技术路径。往后，随着国产数据库技术不断进步，它在政务、金融、能源等更多领域的应用，肯定会让我国信息技术应用创新生态更完善，为数字中国建设打下更坚实的自主可控技术基础。