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深入浅出阿里云新一代关系型数据库 PolarDB

细说云计算  · 公众号  · 架构  · 2017-08-18 20:40

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我们正处在一个蓬勃发展的云计算 2.0 阶段。在这个阶段,关系型数据库在云托管环境逐渐暴露出一些问题,作为在云计算时代的先行者,Amazon 于 2014 年 11 月 12 日 的 AWS re:Invent 2014 大会,发布 Aurora 云托管关系型数据库就是为了解决这些问题。这个新一代的数据库的发布,也昭示着云计算时代,传统的 IT 技术核心产品将揭开自我进化的序幕。

而 2017 年 SIGMOD 数据大会, Amazon 发布了论文”Amazon Aurora: Design Considerations for High Throughput Cloud Native Relational Databases”, 更加开放的解释了基于云环境的 Cloud-Native 设计的关系型数据库是如何应孕而生的。

为什么阿里云研发 PolarDB ?

在我们回顾了关系型数据库以及云计算的背景之后,我们不难发现, 云计算 1.0 虽然解决了用户和计算的连接的问题,但是还需要进一步解决在一个共享计算的环境下,传统关系型数据库和公有云服务环境的融合问题。

云计算 1.0 用低廉的成本,灵活快速的部署、弹性和扩展能力,获得了传统 IT 计算上云的转换动力。在低成本享受普惠科技成为常态之后,随着用户业务的增长,用户新的痛点开始出现,例如,如何从根本上解决用持续低的成本,享受和传统 IT 计算力一样,甚至更好的云服务,成为迫切需要。

这初看起来像伪命题,仔细分析之后,却淋漓尽致的体现了螺旋式上升的哲学思想。就好像在 PC 服务器涌现的时代,PC 服务器首先用低廉的价格提供了和小型服务器接近的计算能力,然后在保持成本和性价比优势的基础上,实现了超越小型服务器的性能优势,直至终结了小型服务器时代,开始了 PC 服务器时代。

所以说云计算时代还远远没有到达鼎盛时期,除非它通过自身进化演变,在不断保持性价比优势的同时,在具有快速灵活弹性的内在属性基础上,拥有超过传统 IT 计算力的能力之后,云计算才会真正进入它所主宰的时代,这只是个时间问题。

也就是说今天不只是阿里云要做这样一款关系型数据库,而是所有的云计算厂商都不可避免的要经历这样一个阶段。那就是云计算时代传统 IT 计算力的重建和进化!只不过 Amazon 走在了最前面,而阿里云紧跟其后,都需要经历这进化到蜕变的过程。

在这个过程中,新一代关系型数据库是关键的里程碑之一。同理,接下来应该有更多更加高级的云服务,比如智能云操作系统出现,来融合为云时代设计的硬件芯片和网络互联等等。

在 IT 时代,传统的计算力(例如用关系型数据库来处理结构化数据等)是服务于系统硬件隔离环境下的多用户使用场景的。而云计算时代是多客户 Self-Service 租用环境,各种计算负载场景更加复杂,在这种计算负载变迁的环境下,如何解决 IT 时代的技术产物和云计算时代应用环境的适配矛盾,正是云计算自我进化的内在推动力。

例如,在公有云环境下,随着用户的增多,以及用户业务和数据的增长,备份、性能、迁移、升级、只读实例、磁盘容量、Binlog 延迟等相关问题渐渐显现出来。这背后大部分原因是由于 I/O 瓶颈(存储和网络)导致,亟须通过技术革新以及新的产品架构解决这个问题。另一方面,从产品形态来讲,阿里云 RDS 目前的产品形态各具优势,在下一节会详细介绍。

但是从产品架构的发展来看,除去数据库存储引擎的类型之外,对于关系型数据库,考虑到工程效率以及运维成本,最好有一种通用的产品技术架构能兼顾不同用户场景的需求,而不是针对每一个场景都实现一种对应的技术架构。

在接下来的内容,通过讲述阿里云 RDS 的不同产品形态的特点,我们会更加清晰的了解到,PolarDB 的产品形态正是在吸收了之前几种产品形态的优点而孕育而生的。

PolarDB 的设计思想
用户需求和公有云自身发展的选择


作为云托管的关系型数据,除了关系型数据库的核心特征之外。PoalrDB 更多的关注于如何提供满足用户业务需求的云服务,并且通过技术革新,不断进化,在提供更好的数据库计算力的同时,满足用户以下业务需求:上云成本、OLTP 性能、业务连续性、在线业务扩展、数据安全。

另一方面云计算除了成本优势之外,弹性和可扩展性也是云计算的天然属性。为了用户业务的扩展,更好的 Scale Up 以及故障恢复,计算和存储分离的架构成为云资源环境更好的选择。这一点将在下一节 RDS 产品架构的演进中得到进一步的诠释。

阿里云 RDS 产品架构的演进

如上所述,阿里云 PolarDB 和 Amazon Aurora 数据库进化的方向是一致的,然而进化的路径各有不同。本身来讲,这是由于各自的数据库云服务实现方式不同所决定的。阿里云 RDS MySQL 有如下几个版本。这些产品形态满足不同的用户业务场景,具有不同的特点,可以进行优势互补。

MySQL 基础版

MySQL 基础版采用数据库计算节点和存储节点分离的方式,利用云盘数据本身的可靠性和多副本的特性,同时也利用了 ECS 云服务器虚拟化来提升标准化部署、版本和运维的管理效率,能够满足低端用户不太注重高可用服务的业务场景。







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