阿里云数据库Gartner评选数据库演进之路

摘要：根据全球权威IT咨询公司Gartner最新研究报告，在2018年数据库系统魔力象限中，阿里云数据库被纳入“远见者”象限，这也是国产数据库首次进入“远见者”象限。进入 Gartner 魔力象限。 Gartner 的魔力象限描述了数据库供应商的产品能力和市场规模。

根据全球权威IT咨询公司Gartner最新研究报告，在2018年数据库系统魔力象限中，阿里云数据库被纳入“远见者”象限，这是国产数据库首次进入“远见者”象限。 Gartner 魔力象限。 Gartner 的魔力象限描述了数据库供应商的产品能力和市场规模。 这四个象限分别是领导者、挑战者、远见者和特定领域。 目前，数据库魔力象限的领导者主要由 Oracle、Microsoft 和 IBM 等老牌 IT 供应商主导。 阿里云通过持续的技术研发和创新进入了远见象限，这意味着该公司具有良好的产品技术创新性和前瞻性，在市场进一步突破后有望成为该领域的绝对领导者。

该分析师在报告中写道：“阿里云在所有云厂商中数据库类型覆盖范围最广，并为几乎所有客户业务场景提供了多种解决方案。” “除了公有云之外，阿里云数据库还提供了完整的私有化部署形式，Apsara Stack和混合云数据共享解决方案是AWS和Google所缺乏的重要优势。” 根据Gartner的市场分析报告，阿里云数据库在中国所有云计算厂商中排名第一。云原生数据库POLARDB在高性能、大容量的使用场景中的应用值得期待。

当阿里云作为国内唯一数据库厂商首次入选“全球数据库魔力象限”时，我们将通过对云数据库演进的深入分析，进一步解读这一里程碑事件。

趋势：云数据库的演变

数据库作为IT技术的核心技术之一，起源于20世纪70年代。 它在技术发展的浪潮中经受住了考验，支撑着现代社会的经济活动和商业文明。 纵观IT、互联网、云计算、大数据等技术发展趋势，从《失控》、《技术想要什么》、《必然》等作者凯文·凯利的创始主编《连线》杂志，到最近风靡全球的尤瓦尔·诺亚·赫拉利的短史三部曲《人类简史》、《未来简史》和《今天简史》都获得了广泛的关注受到公众的关注。 这些科技杰作充分体现了当今社会对未来科技趋势和人类社会的充分期待和遐想。 无论是社会个体还是经济企业，都试图通过对未来趋势的感知和想象来获得洞察，而核心关键词就是“进化”。 同样，云数据库与传统数据库的区别可以充分体现在从传统数据库到云技术融合的演进过程中。

云计算的快速发展离不开互联网。 最早孵化云计算服务的机会是互联网电商巨头为了充分利用大量闲置IT服务器而创造的。 最初服务于互联网开发者和创业公司，提供易用、快捷、高性价比的IT资源服务。 数据库上云首先需要解决多租户共享和使用资源的问题，如图1-1所示。 通过虚拟机或容器划分和隔离物理服务器的CPU、内存、本地存储和网络资源自营海外云服务器,高稳定高性价比,支持弹性配置，可以运行多个数据库实例，为多个云用​​户提供服务。 当然，为了减少多个数据库之间I/O性能的串扰，高速SSD存储也成为了标准配置。 这是云数据库最早的形式，其特点是成本最优，目前仍然被一些主要关心成本的开发者和小客户所使用。

图1-1 第一阶段：基于虚拟化和本地SSD的云数据库

随着这些小客户的业务发展，一些小型初创公司逐渐成为独角兽，一些关键任务业务应用需要提供7X24小时不间断的服务，因此新的形态正在不断演变，在最初的基础上如图1-2所示，通过添加备库，主备库之间同步另一份数据，然后只有主库提供服务，主库时备库始终可用。数据库失败。 更换主库进行服务。 通过这种主备架构，可以实现99.95%的服务高可用。 这是经过众多生产环境证明的简单实用的高可用机制。 但代价就是增加了成本，因为增加了一台隐藏的备份机，同时数据也增加了一倍。

图1-2 第二阶段：云数据库高可用

解决了高可用问题后，随着用户业务和数据的增长，系统负载不断增大，引入了非常实用的“读写分离”架构，如图1-3所示。 读写分离架构针对的是大多数数据库应用场景，读写请求比例超过3比1，很多场景下读写比例甚至达到10比1甚至更高。 本例中，通过引入多个只读节点（只读库），每个只读节点同步一份主节点的数据来分担读取的负载，系统的整体吞吐量为改善了好几次。 对于解决大部分大数据量并发处理的场景非常有效。 当然，由于只读节点的引入，多个只读节点的高可用还需要一个隐藏的备用数据库来支撑，还需要一个读写分离的自适应负载均衡代理接口来进行数据连接和自动分配。 如此一来，系统整体处理能力得到提升，但成本也会迅速增加。 例如，如果有N个只读节点，那么整个系统的数据将有N+1+2个副本（1个主节点，2个备份数据库）。 另外，由于物理机本地存储的限制，最大支持的数据量最多只能在2TB到3TB左右。 因此，诉求架构需要在并发性能、数据容量、成本、灵活性等各个维度进一步演进。

图1-3 引入读写分离架构的高可用云数据库

图1-4是云数据库演进的质的飞跃。 该架构基于共享存储的高可用读写分离架构，采用分布式共享存储云服务器演进，并采用数据存储三副本，提高数据可靠性。 采用数据共享架构，只读节点不需要复制数据，大大提高了系统性能，并且最多支持15个只读节点，同时也保证了只读节点较低的数据延迟。 当只有一个只读节点时，只读节点在获得读写分离能力的同时，也能提供双倍的读性能。 这种Active-Active高可用机制相对于之前的Active-Standby高可用机制来说是一个技术演进的进步。 总之，共享分布式存储将带来本质的技术架构优势。 阿里云云原生数据库POLARDB是基于最新技术架构演进的。 根据28条规则并结合实际运维经验，可以满足80%以上用户的关系数据处理场景。

图1-4 基于分布式共享存储、高可用读写分离的云原生数据库

从诉求云数据库的演进过程来看，云数据库拓展了企业级整体解决方案的服务能力（高可靠、高可用、负载均衡、读写分离等），并基于云平台的能力，通过技术架构的演进，云原生数据库提供了传统数据库能力的超集，形成了从资源、平台到生态的整体云服务体系，如图1-5所示。 与传统数据库相比，它具有以下特点：

1、云数据库通过计算、网络、存储虚拟化和分布式技术，进一步拓展了传统数据库计算能力的边界。 它还提供根据用户业务需求而变化的快速、灵活的服务能力。

2、云数据库基于绿色计算、安全、高速网络，提供省时、省心、省力的IDC硬件部署、监控管理、软硬件升级和维护服务。

3、云数据库通过基于Web服务的自我管理方式，大大简化了用户的购买、操作、管理流程，大大降低了时间成本和应用成本。

4、云数据库直接提供传统本地部署的企业级关键应用需要依赖高可用、负载均衡、防火墙、网络拓扑、跨机房容灾等外部软硬件工具和模块来构建安全可靠的环境，满足企业的需求。 级别规划的数据库服务能力。

图1-5 阿里云飞天云数据库服务体系

云原生关系型数据库：企业级信息的价值源泉

对于现代企业来说，需要快速发现企业云计算数据中的新价值和机会。 云服务提供的IT资源能力已经是整体数字化解决方案的最佳实践。 未来，企业生产力的竞争不再仅仅是横向生产规模、运作效率、获取资源能力的竞争。 更需要垂直、应对用户需求市场的快速变化，提供更加精益的生产力和精准的营销能力。 数字化时代，企业需要具备快速创新的能力。 通过数据关联和分析，能够快速、直接、准确地感知需求、了解市场变化，能够创造个性化、精细化、新颖的产品和服务，给企业带来新的活力。 企业云计算的数字化IT架构逐渐成为标准配置。 云服务不再是最早满足中小互联网用户的形式和能力。 云原生关系数据库可以专注于企业级云应用的业务连续性、高性能处理能力和安全性。 可靠性、可扩展性、弹性等提供整体解决方案和服务能力。 如下图1-6所示，企业级云应用围绕数据管理的多个维度以及业务、信息、数据管理的流程。 对于数据处理、交易流程、分析提取、工作流程来说云服务器演进，最终的沉淀才是最有价值的。 、多个能够直接表达用户信息、需求信息、业务绩效、业务价值的模块都与关系云数据库密切相关。

图1-6 企业级云数据和信息架构

POLARDB：100%兼容MySQL的关系型原生数据库

与早期的云数据库服务相比，云原生数据库POLARDB可以为企业提供更好的安全可靠性特性、更好的业务连续性、更快的业务需求适应能力、更好的扩展性，当然还有更高的性价比。 POLARDB采用最新的软硬件一体化创新融合设计，多项技术指标全球领先。

1. 极致性能

POLARDB对计算和存储引擎进行了优化。 通过标准Sysbench OLTP性能基准测试，读取性能最高可达100万QPS，写入性能可超过25万QPS。 可以轻松应对企业级大规模数据处理。 最大支持16个处理节点，系统并发聚合读性能最高可达1000万QPS。 此外，POLARDB针对数据的复杂查询能力提供了加速模块，可以获得高达4-20倍的查询加速能力。

2、超大容量，弹性扩展

POLARDB采用分布式共享存储架构，计算与存储分离，采用最先进的3DXpoints存储介质。 存储空间根据用户实际使用数据自动扩展，存储根据用户实际使用情况收费。 无论数据量有多大，节点规格升级、只读节点扩容均可在5分钟内完成。

3. 100%兼容MySQL

100%兼容MySQL OLTP（在线事务处理）能力，并向下兼容MySQL5.6，大大降低了用户业务的适配成本，最大限度降低企业上云的适配成本和转型风险。

4、高可靠性、高可用性

POLARDB采用分布式海量存储系统，通过多副本带来数据的高可靠性。 底层存储数据支持Snapshot进行极快的秒级备份。 并以强大一致的数据支持同城容灾能力，为企业级最核心价值的数据提供最可靠的技术支撑。

5. 数据安全

POLARDB采用白名单、VPC网络、SSL加密、SQL审计、数据多副本存储、备份恢复等全方位手段，为数据库数据访问、存储、管理等环节提供安全防护。 让企业级数据在云端获得全面的安全保护。

我们相信，企业将在未来的产业融合、跨界尝试、微创新应用中不断看到和探索数据的价值。 阿里云数据库通过不断创新的技术优势，将为企业精益生产力的快速演进提供最直接的帮助。

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