【云驻共创】数据库邂逅企业开发，看DTSE专家三招击穿应用痛点

一、企业开发者最关注的三件事：数据库的成本、性能和安全

1. 成本

提高资源投入产出比

• 如何能降低数据库的整体费用？
• 怎样能最大化的利用数据库的资源？
• 如何根据自己的业务情况选择性价比最高的方案？

2. 性能

应对业务快速扩展场景

• 什么情况下我需要关注数据库的性能问题？
• 有哪些方案能提前让我规避数据库的性能瓶颈问题？
• 请求访问慢
• 数据库空间不足
• 连接数不足
• 并发能力弱

3. 安全

业务连续性的红线

• 人工误操作
• 自然灾害
• 恶意攻击
• 数据库审计
• 数据加密

二、数据库成本控制

1. 提高资源利用率

弹性扩缩容方案

场景：业务潮汐型波动（固定时间段流量较大），如每天定时分析数据。

方案：GaussDB（for MySQL）Serverless版本。

说明：在资源整体规格不改变的情况下，提高资源的使用率。GaussDB（for MySQL）会根据资源负载情况自动进行扩缩容，如cpu使用率大于80%并持续五秒即触发扩容。

多租实例（提高利用率）

场景：业务多租的情况下，多数据库实例部署，资源实际使用率不高的情况。

方案：GaussDB（for MySQL）实例多租能力。

说明：在多实例的情况下，如果每个实例的资源使用率不高，但为了业务高峰考虑又不得不购买高规格实例时，
可以使用GaussDB（for MySQL）的实例多租能力，最大化的利用实例的资源。

2. 根据业务选择合适的实例类型

选择性价比实例（Flexus RDS）

场景：业务并不是对性能要求特别高的情况下，如小规模的开发环境的数据库，个人博客等。

方案：使用Flexus RDS实例。

说明：Flexus RDS是最具性价比的一款实例，但性能相较于其他数据库稍弱，扩展性不强，可以用做对性能要求不高的业务。

写场景较多的场景选择GaussDB（for MySQL）

场景：业务写多读少情况下，如一些I0T信息，日志，股票系统等。

方案：选择GaussDB（for MySQL）。

说明：GaussDB（for MySQL）相较于开源MySQL写性能提升7倍，因此同样的业务场景下可以选择更低的规格来满足业务诉求。

3. 降低存储成本

读写分离情况下，读实例较多场景选择GaussDB（for MySQL）

场景：如果你开启了读写分离且读实例较多的情况下，同时存储空间占用较多。

方案：GaussDB（for MySQL）共享存储。

说明：GaussDB（for MySQL）底层做了共享存储，因此每次增加读实例的时候只增加计算节点，存储共用这样省下了存储的费用（读实例数*存储空间），且GaussDB（for MySQL）底层使用DFV存储池，存储空间压缩20%。

有不常用的表格，可以使用GaussDB（for MySQL）的冷热数据存储分离功能

场景：不常用的表，查询频次不高，如一些历史数据的统计报表。

方案：使用GaussDB（for MySQL）冷热数据存储分离能力。

说明：不常用的数据通过修改表属性可以把它下沉到OBS中使得存储的费用大大降低。

三、数据库性能瓶颈

1. 问题有哪些

首先，从硬件替换到方案改造再到SQL调优。技术实现难度越来越高，成本逐渐降低。

而性能瓶颈主要有三大类：

• 资源不足
• 慢SQL
• 架构瓶颈

接下来的章节将介绍有那些解决方案处理上述性能瓶颈。

2. 资源不足，硬件升级

资源不足主要有以下情况：

• CPU、内存不足
• 磁盘不足
• 连接数不足

根据上述情况，可根据使用的需求选择不同的实例的类型，如下图所示：

3. 慢SQL调优

慢SQL主要有以下情况：

• 复杂SQL查询缓慢
• 并发量大查询缓慢
• 其他原因

复杂SQL查询（统计聚合）缓慢

利用GaussDB（for MySQL）HTAP的能力基于代价自动切换AP，提升并行查询、算子下推提高查询能力。

并发量大查询缓慢

使用读写分离的能力，使用更多的读实例。可以使用RDS、GaussDB（for MySQL）和DDM来实现。

其他原因

1. 开启慢SQL日志定位问题。
2. 查看查询索引是否生效。
3. 避免复杂join和子查询。
4. 调整相关系统参数，如査询缓存大小，并发连接数，日志文件大小等等。
5. 使用redis进行缓存，减少数据库压力。
6. 列存储等。

4. 架构瓶颈

架构瓶颈主要有以下情况：

• 单表过大（超过2000w条）
• 表数量过多（单库超过200张表）
• 数据冗余

单表过大

1. 采用DDM水平分表的方式把单个表拆分成多个分区表。但带来的问题与使用限制较多。
2. 使用分布式数据库Gaussdb，提升数据库承载能力。

单库表数量过多

数据库包含了所有库表，此时可根据具体情况进行分库分表，例如下图所示，可将商城数据库拆分为不同的库表进行使用。

数据冗余

数据冗余的主要有以下几个方面的缺点：

1.占用存储空间：数据冗余需要存储多个副本，因此会占用更多的存储空间。

2.增加数据管理的复杂性：多个副本需要进行同步和管理，这会增加数据管理的复杂性。

3.增加成本：数据冗余需要更多的存储设备和硬件，这会增加成本。

4.数据一致性问题：多个副本可能会发生数据一致性问题，例如，一个副本上的数据更新可能不及时地同步到其他副本上。

5.安全性问题：多个副本可能会增加数据泄露的风险，因为副本可能会被复制到不安全的位置。

四、数据库的安全风险

数据库的安全风险主要有：SQL注入、流量攻击、勒索病毒、自然灾害、人工误操作、隐私泄露、删库跑路等等。

可按风险类型分为：外部风险、内部风险、物理层面风险。

1. 外部风险

外部风险主要有：

• 流量攻击：攻击者的目标是让数据库因负载过高瘫痪。例如执行一些复杂SQL。
• SQL注入：“注入”恶意的SQL代码片段，干扰应用程序的正常SQL查询逻辑，进而达到未经授权访问或篡改数据的目的。
• 勒索病毒：通过对受感染系统中的数据库文件进行加密或限制访问，然后向用户勒索赎金来获取利润。这种病毒通常会在用户打开恶意邮件或文件时被下载到计算机上，一旦开始运行，就会立即开始加密用户的数据库文件。

针对上述风险可有对应的防治措施：

• 流量攻击：使用DDOS防护、利用缓存减少数据库压力、云数据库SQL限流能力。
• SQL注入：使用WAF、DBSS、参数化查询V、ORM框架。
• 勒索病毒：使用主机防护HSS、提升密码复杂度、不使用自建数据库、访问控制(端口)、定期备份

2. 内部风险

内部风险主要有：

• 人工误操作：如运维、DBA交接不清楚，新人对资源不熟悉。导致误删数据库表、或其他误操作。
• 删库跑路：掌握着重要信息的系统研发人员，在离开公司时由于各种不满情绪等原因，在未经公司许可的情况下，对数据库进行恶意破坏，删除其中的数据或整个数据库，从而造成公司巨大损失。
• 隐私泄露：内部人员出于个人利益泄露数据，拖库开放API被滥用，导致泄露；黑客入侵收集数据等等。

针对上述风险可有对应的防治措施：

• 人工误操作：使用DBSS、防治措施、数据库备份、数据库审计、权限管控。
• 删库跑路：使用DBSS、防治措施、数据库备份、数据库审计、权限管控。
• 隐私泄露：使用GaussDB TED 透明加密、DEW数据加密、DSC数据安全中心。

3. 物理层面保障

在面对故障时，系统能否以“最快”的速度进行恢复，就成为系统可用性的关键。云数据库具有业界容灾架构方案，确保系统可用性，在物理层面进行保障，我们可根据使用需求而进行选择。

同城灾备

两地三中心

异地多活

五、云数据库保障开发者数据安全

① 免费的全方位安全防护，让黑客无从下手

• 强制的高复杂度密码
• SSL管道
• VPC、安全组和IAM

② 7*24小时实时备份，可帮企业找回被删除的数据

• 最多可保留2年，可随时下载到本地
• 恢复被删除的数据耗时分钟级

③ 回收站，可帮企业找回被删除的数据库实例

• 被删除的实例至少保留1天，最多可保留7天
• 任何人无权清空回收站
• 恢复被删除的数据库实例耗时分钟级

④ 审计日志让对数据库的所有操作无所遁形

• 记录所有用户对数据库的所有操作
• 任何人无权清理审计日志
• 最多可保留2年，可随时下载到本地

2023年华为云数据库服务

• 客户数据丢失事故0次
• 通过实时备份恢复，帮助客户找回被误删除的数据97次
• 通过回收站，帮助客户找回被误删除的数据库实列23次
• 通过审计日志，帮助客户定位到对数据库的异常操作115次

六、总结

• 深入剖析数据库领域痛点，击穿成本控制、突破性能瓶颈、打造数据库安全等核心问题，从而根据使用需求选择合适的数据库类型和对应的产品。
• GaussDB是华为自主创新研发的关系型数据库，基于华为在数据库领域20多年的战略投入，通过多维度的技术创新，在行业实践中构筑了高可用、高安全、高性能、高弹性、高智能的技术优势，在数据库替换场景中，具备易部署、易迁移的特性。

本文参与华为云社区【内容共创】活动第27期。

【内容共创】活动第27期活动详情：https://bbs.huaweicloud.com/blogs/430812

任务2.数据库邂逅企业开发，看DTSE专家三招击穿应用痛点