ISOIEC 9075-92023 信息技術.數據庫語言SQL.第9部分外部數據管理（SQLMED）標準立項發展報告

信息技術數據庫語言SQL第9部分：外部數據管理（SQL/MED）標準立項發展報告StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology—DatabaseLanguagesSQL—Part9:ManagementofExternalData(SQL/MED)摘要隨著數字化轉型的深入推進，企業數據環境日趨復雜，數據源多樣化、異構化已成為常態。外部數據管理（SQL/MED）技術作為數據庫領域的重要擴展，旨在通過標準化方式實現關系數據庫系統與外部數據源之間的無縫集成與統一管理。ISO/IEC9075-9:2023是該系列國際標準的第九部分，定義了SQL語言中管理外部數據的機制，包括外部數據的定義、訪問、操作和安全控制等核心內容。本報告對該標準的立項背景、技術內容、修訂歷程及應用價值進行了系統梳理與分析。報告指出，SQL/MED標準的持續演進反映了數據庫技術從封閉式管理向開放式集成的發展趨勢，其發布對于推動異構數據源的統一訪問、降低系統集成成本、提升數據管理效率具有重要的基礎性支撐作用，對數據庫產品研發、數據集成平臺建設及行業信息化實踐均具有深遠的指導意義。關鍵詞：SQL標準；外部數據管理；SQL/MED；異構數據源；數據庫互操作；數據集成；國際標準Keywords:SQLStandard;ExternalDataManagement;SQL/MED;HeterogeneousDataSources;DatabaseInteroperability;DataIntegration;InternationalStandard一、引言1.1研究背景數據庫技術自20世紀60年代誕生以來，經歷了層次數據庫、網狀數據庫、關系數據庫、面向對象數據庫等多個發展階段。其中，關系數據庫憑借其堅實的數學基礎和簡潔的數據模型，成為迄今為止最成功、應用最廣泛的數據庫類型。結構化查詢語言（SQL）作為關系數據庫的標準語言，自1986年成為美國國家標準（ANSIX3.135）以來，經過數十年的持續發展和完善，已形成涵蓋數據定義、數據操縱、數據控制、事務管理等多方面功能的完整語言體系。然而，隨著信息技術的迅猛發展和應用場景的不斷拓展，企業和組織面臨的數據環境發生了深刻變化。傳感器數據、日志文件、Web服務、NoSQL數據庫、云存儲等新型數據源不斷涌現，數據分布化、異構化趨勢日益明顯。在此背景下，如何通過統一的方式訪問和管理分布在不同數據源中的數據，成為數據庫技術面臨的重大挑戰。1.2SQL/MED標準的定位SQL/MED指的是SQL語言中專門用于管理外部數據的部分，目標是讓SQL能夠統一地訪問外部數據源中的數據，使得這些外部數據在邏輯上如同數據庫中的本地數據一樣可供查詢和操作。SQL/MED標準的制定和發布，正是為了應對上述挑戰。該標準定義了SQL語言中管理外部數據的規范機制，包括外部數據包裝器的定義與管理、外部表的創建與維護、外部數據的查詢與操作規則等，為異構數據源的統一訪問提供了標準化的技術路徑。二、標準制定背景與發展歷程2.1立項背景SQL/MED標準化工作的啟動，源于數據庫產業界和學術界對異構數據集成問題的長期關注。20世紀90年代，聯邦數據庫系統（FDBS）和多數據庫系統的研究為異構數據集成奠定了理論基礎。然而，由于缺乏統一的標準接口，不同數據庫產品之間的互操作和數據集成仍面臨巨大的實施障礙。國際標準化組織ISO/IECJTC1/SC32（數據管理與交換分技術委員會）承擔了SQL標準的制定和維護工作。在SQL:1999（即ISO/IEC9075:1999）的修訂過程中，委員會認識到有必要擴展SQL標準以涵蓋外部數據管理的需求，由此開啟了SQL/MED標準的制定工作。2.2版本演進SQL/MED標準的版本演進如下：|版本|發布年份|主要內容變化||------|----------|-------------||ISO/IEC9075-9:2001|2001年|SQL/MED首版正式發布，定義了外部數據管理的基本框架||ISO/IEC9075-9:2003|2003年|作為SQL:2003系列的一部分發布，強化了數據類型映射機制||ISO/IEC9075-9:2008|2008年|作為SQL:2008系列的一部分發布，增強了外部表定義能力||ISO/IEC9075-9:2011|2011年|作為SQL:2011系列的一部分發布，完善了用戶映射及授權規則||ISO/IEC9075-9:2016|2016年|作為SQL:2016系列的一部分發布，增加了對新型外部數據源的支持||ISO/IEC9075-9:2023|2023年|當前版本，進一步明確外部數據安全機制，加強與其他部分的協調性|2.3當前版本發布信息本次報告的焦點版本ISO/IEC9075-9:2023于2023年6月1日正式發布，是SQL標準體系（ISO/IEC9075系列）的最新組成部分。該版本由國際標準化組織（ISO）發布，國別屬性為國際組織，語言為英語。作為現行有效的國際標準，其對全球數據庫技術研發和數據管理實踐具有直接的指導意義。三、標準核心內容與技術架構3.1標準范圍與定位ISO/IEC9075-9:2023明確了SQL/MED部分的核心目標：定義使SQL能夠管理外部數據的機制和規范。所謂“外部數據”，是指存儲在數據庫外部、由外部數據源管理的數據。該標準涵蓋以下關鍵內容：-外部數據包裝器（ForeignDataWrapper）：定義外部數據源連接和訪問的統一接口規范；-外部表（ForeignTable）：定義外部數據在SQL環境中的邏輯表示方式；-數據字典與元數據管理：規定外部數據定義在數據字典中的存儲方式；-安全與授權：明確外部數據訪問的用戶映射和權限控制規則；-數據類型映射：規范外部數據源數據類型與SQL標準數據類型之間的對應關系。3.2技術架構SQL/MED的技術架構基于“包裝器”模式，采用“外部數據包裝器—外部表—本地SQL引擎”的層次化結構。在該架構中，外部數據包裝器作為連接SQL數據庫與外部數據源的橋梁，對外部數據源的訪問細節進行封裝；外部表則是外部數據在SQL環境中的邏輯視圖，對外表現為與普通表相似的結構；本地SQL引擎負責將SQL語句分解為對外部表的操作，并通過包裝器翻譯為外部數據源可執行的訪問操作。值得注意的是，SQL/MED標準只對SQL側所需規范進行定義，包括外部表的語法、數據字典中系統目錄的存儲、授權規則、數據類型映射要求等。而對于外部數據包裝器如何與外部數據源進行通信交互，標準并未限制具體實現方式，這為各數據庫產品提供了充分的自主實現空間，同時也為多樣化的外部數據源接入提供了開放接口。這種設計有效保證了標準的可擴展性和實現靈活性。3.3與SQL標準體系的關系SQL/MED作為ISO/IEC9075系列的第9部分，與系列中的其他部分保持緊密的關聯。具體而言：-與第1部分（ISO/IEC9075-1:2023，框架）的關系：第1部分定義了SQL標準系列的整體框架和各部分之間的相互關系，SQL/MED部分在該框架下規定了外部數據管理的具體語法和語義；-與第2部分（ISO/IEC9075-2:2023，基礎）的關系：第2部分定義了SQL語言的核心語法和功能，SQL/MED部分依賴于第2部分中定義的基本數據類型、表達式、查詢規范等基礎要素；-與第3部分（SQL/CLI）的關系：調用層接口（CLI）定義了應用程序調用SQL數據庫的接口規范，SQL/MED中的外部數據管理功能也可通過CLI進行調用；-與第5部分（SQL/PSM）的關系：持久化存儲模塊（PSM）定義了SQL存儲過程的編寫規范，SQL/MED可與存儲過程結合，實現外部數據訪問的封裝和復用。四、關鍵技術要點4.1外部數據包裝器規范外部數據包裝器的概念和管理是SQL/MED的核心內容之一。標準定義了創建、修改和刪除外部數據包裝器的SQL語法，包括`CREATEFOREIGNDATAWRAPPER`、`ALTERFOREIGNDATAWRAPPER`和`DROPFOREIGNDATAWRAPPER`等語句。同時，標準還規定了包裝器的選項機制，允許實現者定義特定的連接參數和行為選項。4.2外部表定義與管理外部表的定義是SQL/MED的另一項核心技術內容。標準詳細規定了外部表在各種SQL語句中的行為語義，包括在數據定義語句（DataDefinitionLanguage,DDL）中的創建與維護規則，以及在數據操縱語句（DataManipulationLanguage,DML）中的查詢與更新語義。標準明確了外部表與本地表在查詢處理、約束執行、索引使用等方面的異同，為數據庫實現者提供了清晰的技術指引。4.3用戶映射與安全機制外部數據訪問的安全控制是SQL/MED標準的重要內容。標準定義了`CREATEUSERMAPPING`等語句，用于建立SQL用戶與外部數據源認證憑據之間的映射關系。該機制允許不同SQL用戶以不同的身份和權限訪問同一外部數據源，實現了細粒度的訪問控制。需要注意的是，SQL/MED標準本身定義了用戶映射的SQL語法和授權規則，但外部數據源的具體認證和權限校驗機制則由數據源自身執行，兩者相互配合，共同保障外部數據訪問的安全性。4.4數據類型映射為了確保外部數據能夠被正確地處理和操作，標準定義了外部數據源數據類型與SQL標準數據類型之間的映射規則。這些規則涵蓋了數值類型、字符串類型、日期時間類型、二進制類型等SQL標準數據類型體系中的主要類別，為異構數據源之間的數據交換提供了語義一致性保障。五、標準實施與應用場景5.1行業應用現狀SQL/MED標準在數據庫產業中得到了廣泛的應用。當前主流的關系數據庫管理系統均在不同程度上實現了對SQL/MED標準的支持，其中比較典型的包括PostgreSQL、MariaDB等。部分商業數據庫也通過專有機制或利用SQL/MED思路實現了外部數據訪問功能。以PostgreSQL為例，其通過`FOREIGNDATAWRAPPER`（FDW）機制實現了對SQL/MED標準的支持。自9.1版本引入FDW框架以來，PostgreSQL社區開發了大量針對不同數據源的FDW實現，覆蓋了MySQL、Oracle、MongoDB、Redis、HadoopHDFS等多種類型的數據源。通過SQL/MED機制，用戶可以像查詢本地表一樣查詢存儲在外部數據源中的數據，這為企業構建統一的數據訪問層提供了便利。5.2典型應用場景-異構數據庫集成：在企業信息化環境中，不同歷史時期部署的數據庫系統往往來自不同廠商。通過SQL/MED機制，可以實現新老系統之間的平滑數據集成。-數據倉庫與數據湖建設：在數據倉庫和數據湖場景中，需要整合來自多個業務系統的數據。SQL/MED提供了一種輕量級的數據虛擬化方案，無需ETL過程即可實現對多源數據的統一查詢。-邊緣計算與物聯網：在物聯網場景中，大量設備產生的時序數據存儲在時序數據庫或其他專用數據存儲中。通過SQL/MED，可以在不遷移數據的情況下實現對這些數據的SQL訪問。-云數據服務集成：隨著企業上云進程的加速，跨云、混合云的數據訪問需求日益增長。SQL/MED為云數據庫服務和本地數據庫之間的數據流通提供了標準化的接口方式。5.3實施效益分析SQL/MED標準的實施對用戶和產業界帶來了明顯的效益。通過標準化外部數據訪問方式，減少了定制化開發的工作量，降低了系統集成成本。同時，統一的SQL訪問接口降低了數據訪問的學習成本，提高了數據管理效率。從產業發展角度看，SQL/MED標準的推廣促進了數據庫產品之間的互操作性，有利于形成開放、健康的數據庫產業生態。六、主要參與單位介紹本標準的制定和維護工作由ISO/IECJTC1/SC32（數據管理與交換分技術委員會）負責，具體由WG3（數據庫語言工作組）承擔。作為國際標準化核心力量之一，ISO/IECJTC1/SC32在國際數據標準制定領域具有舉足輕重的地位。其工作范圍涵蓋數據管理、數據交換、元數據標準化等多個關鍵方向，為全球數據產業發展提供了重要的標準化支撐。WG3工作組匯聚了來自中國、美國、德國、英國、日本等主要成員體的數據庫專家和產業界代表，長期持續開展SQL系列標準的制定、維護和演進工作。我國作為ISO的正式成員，通過全國信息技術標準化技術委員會（TC28）對口參與SQL系列標準的國際標準化工作，在標準制定和意見反饋中扮演著積極角色。WG3的日常工作包括：對SQL系列標準進行周期性的復審與修訂；研究數據庫技術發展的新趨勢，提出標準演進的技術建議；處理各成員體提交的標準修改提案（DefectReports）和技術評論；協調SQL標準與相關國際標準（如ODBC、JDBC等）之間的關系等。SQL/MED部分的技術細節討論在該工作組中得到了廣泛而深入的審議，確保了標準的技術質量和廣泛適用性。七、標準發展趨勢與展望7.1技術發展趨勢當前，數據管理技術正在經歷深刻變革。云原生數據庫、分布式數據庫、數據網格（DataMesh）、數據編織（DataFabric）等新理念和新架構不斷涌現。在此背景下，SQL/MED標準面臨新的發展機遇和挑戰：-云環境下的外部數據管理：隨著數據庫服務化（DBaaS）的普及，如何有效管理云環境中的外部數據源，成為SQL/MED需要關注的新課題。未來版本可能增加對云存儲服務、云API等新型外部數據源的支持規范。-與數據虛擬化技術的融合：數據虛擬化作為一種新興的數據集成理念，與SQL/MED的核心理念高度契合。SQL/MED標準有望在數據虛擬化架構中發揮更核心的作用。-流數據與時序數據的支持：隨著實時數據處理需求的增長，對流數據和時序數據的外部訪問需求日益迫切。SQL/MED可能進一步擴展對這兩類數據的支持方式。-安全與隱私保護的強化：在數據安全法規日趨嚴格的背景下，SQL/MED標準需要在外部數據訪問的隱私保護、審計追蹤等方面做出更詳細的規范。7.2標準應用前景展望未來，SQL/MED標準在以下方面具有廣闊的應用前景：第一，在技術應用層面，SQL/MED作為異構數據統一訪問的基礎支撐技術，將在更廣泛的行業場景中得到應用和推廣。隨著標準認知度的提升，PostgreSQL等開源數據庫對SQL/MED支持的不斷成熟，越來越多的企業將SQL/MED機制納入其數據架構的設計中。尤其是隨著數據虛擬化和邏輯數據倉庫理念被更多企業接受，基于SQL/MED構建統一數據訪問層的實踐將進一步普及，從而切實降低數據集成成本。第二，在標準體系建設層面，SQL/MED與SQL標準其他部分的協同演進將持續進行。伴隨SQL:2026等下一版本標準的規劃啟動，SQL/MED有望在技術細節上進一步優化完善，特別是在大數據源適配性、混合云部署適配性等新領域補充更多規范性內容，為異構數據環境中的數據訪問提供更加完備的基礎支撐。7.3對策與建議針對SQL/MED標準的實施和推廣，本報告提出以下建議：-加強標準宣傳與培訓：通過標準化組織、行業協會和學術會議等渠道，加強對SQL/MED標準技術內容和應用價值的宣傳推廣，提升產業界的標準認知水平。-深化產學研用協同：聯合高校、研究機構和企業，圍繞SQL/MED關鍵技術開展深入研究和應用示范，形成可復制、可推廣的最佳實踐案例。八、結論ISO/IEC9075-9:2023《信息技術數據庫語言SQL第9部分：外部數據管理（SQL/MED）》是SQL國際標準體系的重要組成部分，其發布標志著數據庫外部數據管理技術進入了一個新的發展階段。該標準通過規范外部數據包裝器、外部表、用戶映射等核心機制，為異構數據源的統一訪問提供了標準化的技術方案，在推動數據庫互操作、促進數據集成、降低系統建設成本等方面發揮著不可替代的基礎性作用。從技術演進的角度看，SQL/MED標準自2001年首版發布以來，經過二十余年的持續發展和完善，已形成了較為成熟和穩定的技術體系。當前版本的發布進一步提升了標準的適用性和可操作性，為產業界提供了更加清晰的技術指引。隨著云計算、大數據、物聯網等新技術的快速發展，SQL/MED標準將持續演進，在數據管理領域發揮更加重要的作用。展望未來，隨著數據要素市場的培育和數據基礎設施的建設推進，標準化、開放化的數據管理技術將獲得更廣闊的發展空間。SQL/MED作為連接SQL數據庫與外部數據世界的橋梁