【云驻共创】云原生数据库,“Less哲学”让开发者离应用更近一步
多模融合,极简体验,打造以应用为中心的云原生数据库
随着云计算的发展,云计算逐步迈入了云原生时代。越来越多的企业加入数字化转型,业务对数据的要求不断提升,更多的企业利用云原生的特性来进行业务的优化,更加适用于云原生应用的数据库应运而生。
ON Cloud 到 IN Cloud,企业上云迈入智能升级新阶段
ON Cloud:应用平移如云(数据打集中|应用不改造|以资源为中心)
IN Cloud:业务生长于云、长于云(云原生架构|分布式、敏捷智能|以应用为中心)
迈向云原生的过程:
- 资源池化:软、硬件架构解耦
- 应用容器化:应用与资源池解耦、自动化
- 业务分布化:业务数据协同、应用解耦
- 生产智能化:AI 行业 Know-How,智能升级
新阶段业务场景带来新的述求,传统数据库无法应对
新阶段业务场景 | 对数据库的述求 |
---|---|
电商:秒杀大促;游戏:爆款开服合服 | 时效性要求高 |
金融:7*24小时线上化;政务:税务、人社、财政核心业务信息化 | 可用性要求高 |
物流:路由和时效预测;制造:实时供应链 | 混合负载 |
中小企业:初创业务 | 追求高性价比 |
云原生数据库三大转变,整合资源和能力,带来新的架构演进
- 从资源中心到应用为中心:Serverless,极致弹性,应用无损透明倒换,应用弹性透明调度,应用透明集群资源的弹性到稳定性能的弹性
- 从地域为中心到流量为中心:Regionless,全域可用,Global Database,全域分层式引擎,全域一致性集群软件结合故障实时监测,解决满慢夯宕
- 从负载到中心到数据为中心:Modeless,极简体验,关系模型 NoSQL、HTAP、NDPQ,生态兼容、场景融合、格式融合、ALL in ONE 的模式
Serverless:追求业务无感知的极致弹性
以资源为中心到以应用为中心:应用无需评估容量,无需资源选型,管控调度根据负载自动匹配最佳的资源规格
传统部署方式:
- 规划应用容量:评估应用访问压力,得出性能评估模型
- 评估数据库资源:根据性能评估模型测试出数据库资源需求
- 购买匹配规格:根据数据资源需求购买响应规格的数据库资源
- 调整规模:根据应用现行网络运行情况重新调整规格匹配资源
Serverless 部署:
Regionless:突破本地限制,Global 级数据高可用、就近访问
突破本地限制:从跨 AZ 强一致,走向 Global 级数据高可用和就近访问
分层存储、开放数据格式,低成本存储
Modeless: 统一入口,混合负载,多模兼容和转换
统一访问入口,让用户直接访问数据库,提升引擎的优化,提升查询性能,增加并行增量数据库,支持全局的事务一致性,感受不到延迟。
GaussDB for MySQL:生态兼容,层次解耦,数据融合
核心优势:
- 100% 兼容 MySQL 8.0 数据库对象和语法
- 极致高可用:两地三中心架构,跨 Region 数据实时灾备
- 数据安全:实现跨 AZ 部署数据强一致性,保证数据 0 丢失
- 弹性扩容:计算存储分离,轻松实现分钟级扩容
- 性能强劲:相比开源性能提升 7 倍
- 软硬协同:业界领先的鲲鹏算力
云原生多模融合,高效管理多样化海量数据
初识 GaussDB NoSQL
先来给大家介绍一下传统 NoSQL 部署架构的瓶颈,主要体现在计算、存储、网络和扩展等四个方面:
- 浪费计算资源:备库往往不承担流量;数据复制会消耗主库/从库计算资源
- 扩容节点很慢:往往需要拷贝数据,重放 binlog
- 浪费存储资源:EVS 是 3 副本冗余,总共是 3*N 个副本,冗余严重
- 复制延迟问题:从库数据落后,主备倒换受到影响,难以保证 RTO
然后,看看客户对 NoSQL 排在前几的典型真实需求,如下表:
Top N 需求和痛点 | 需求描述 |
---|---|
兼容开源生态 | 对于原有 NoSQL 协议和生态,应用无需任何改造 |
海亮数据存储 | 支持互联网业务的大数据量 |
高扩展 | 分钟级弹性扩容,应用透明 |
高可用 | 支持跨 AZ 高可用、跨 Region 容灾 |
高性能 | 支持大并下的高性能 |
易用易维护 | 便于用户使用与维护 |
GaussDB NoSQL 架构创新
核心设计:存算分离&多模扩展
将数据库分为计算资源和存储资源,也就是计算层和存储层。最下层是存储层,将数据以物理块的方式进行存储,然后计算层解决 SQL 解析、语法识别、语法解析、编码等等
在协议层使用了多模融合扩展设计,多模融合是指在同一个架构下支持多种协议:比如 MongoDB、Cassandra、Redis、Influx、HBASE 等等。
这样架构的核心优势也很明显:
- 高性能:平均性能高于开源自建的 2 倍
- 高扩展:扩容速度比开源自建提升百倍
- 高可靠:容忍 N-1 个节点故障
- 高兼容性:100% 兼容生态,支持 MongoDB、Redis、Influx、Cassandra 等标准接口
弹性扩展:扩计算,业务仅秒级抖动
传统 NoSQL 扩容时,需搬迁数据,扩容数据量大,扩容时间越久,如下图:
而 GaussDB NoSQL 在计算扩容时,不搬迁数据:不管数据量多少,扩容都快:
随着业务运营后期,数据持续增长,容量可以满足:4 GB 到 36 TB 的平滑扩缩容:
- 支持一键扩容、缩容,1 秒完成,完全不影响业务
- 后续支持自动扩容(Q3)
分级存储:自动化冷热交换,应用 0 改动
双活:企业级容灾方案,且支持双向同步
GaussDB NoSQL 应用实践
一、GaussDB for Cassandra 助力华为终端云高效管理 Cassandra 集群:华为终端云总 Cassandra 节点超过 10000+;数据量超过 xx PB,每秒 1000W+ 业务请求;
最大单集群规模超过 200+ 节点;单表最大有 3000 亿+ 数据;
- 快速安全扩容:分钟级计算扩容、秒级存储扩容、百倍提升
- 强大的索引能力:Lucene 加持,支持复杂查询场景
- 高性能:性能数倍于社区版
- 海量数据:单套实例支持百 TB 数据
二、华为云监控服务:监控 60+ 核心云服务,服务超过 10W+ 租户,承载超过 6KW+ 监控指标
三、趣玩游戏:玩家开黑交流平台,拥有 80+ 副本集实例,20+ 集群实例
- 社交:消息互动、私信、关注、互动(点赞/评论/分享)、语音聊天、赠礼
- 附加功能:消息技术、图片/视频上传、排行榜/小时榜、通知、内容审核
- 游戏体验:快速匹配、快速进房、房间推荐/过滤、搜索玩伴/房间/公会
优点:
- 快速灵活:分钟级完成 Scale out 和数据均衡,100 G 数据均衡速度提升 25 倍
- 扩展能力强:副本集支持线性增加只读节点,不增加主节点压力,不增加主备延时
- 更安全、可靠
- 超高可用,容忍 N-1 节点故障
- 数据强一致,数据回滚时不担心一致性问题
总结
上云已经成为众多企业数据化转型的首选方案,但在传统数据库中有着计算、性能、能耗等方面的问题,针对这些问题华为云原生数据库给出了其相应的解决方案。
本文首先介绍了云原生时代下华为云 GaussDB 云原生数据库的三大“LESS”哲学——Serverless、Regionless、Modeless 的概念与特性,其次介绍了 GaussDB NoSQL 的架构与创新特点,最后介绍了其相应的应用场景,希望能对读者有所帮助。
本文参与华为云社区【内容共创】活动第24期。
任务16:华为开发者大会2023(Cloud):云原生数据库,“Less哲学”让开发者离应用更近一步
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