在云時(shí)代，企業(yè) IT 業(yè)務(wù)走向跨地區(qū)、全球化部署，IT 應(yīng)用軟件逐漸云化、分布式化。數(shù)據(jù)庫(kù)作為承載企業(yè)業(yè)務(wù)和應(yīng)用的重心，具備跨地區(qū)分布式部署能力的需求日益凸顯。也因此，華為云技術(shù)專(zhuān)家?guī)��?lái)的主題演講《基于云場(chǎng)景架構(gòu)設(shè)計(jì)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)》廣受好評(píng)。

一切都會(huì)運(yùn)行在云端，好的架構(gòu)是包容所有好技術(shù)的重要前提。本次演講不但總結(jié)了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)上云或云服務(wù)化中遇到的問(wèn)題，而且深入介紹了華為云原生分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)原理和最佳實(shí)踐，與眾多參會(huì)者共同探討了云數(shù)據(jù)庫(kù)在新時(shí)期的使用和發(fā)展方向。

傳統(tǒng)架構(gòu)下的“數(shù)據(jù)孤島”

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)源于 30 多年前的硬件設(shè)計(jì)，硬件上使用單處理器、小內(nèi)存、慢速磁盤(pán)，技術(shù)上采用雙機(jī)熱備提供高可用（HA）。這意味著主庫(kù)完成所有操作，傳送日志到從庫(kù)后，從庫(kù)才重放日志更新本地?cái)?shù)據(jù)副本。因此，數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生主庫(kù)宕機(jī)、需要主備切換時(shí)系統(tǒng)依賴(lài)第三方仲裁。且主備實(shí)例間僅交互日志，這對(duì)于新型的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和高并發(fā)場(chǎng)景而言，嚴(yán)重制約了數(shù)據(jù)可用性和可靠性。

當(dāng)前，中國(guó)有 70％ 新型企業(yè)的業(yè)務(wù)因數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)而受影響，其面臨的主要問(wèn)題包括了高成本和低效率。受數(shù)據(jù)“大爆炸”影響，新型企業(yè)的數(shù)據(jù)像孤島一樣散落分隔在各處，數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)挖掘和問(wèn)題排查需要大量資源。企業(yè)負(fù)擔(dān)不起商業(yè) license 和專(zhuān)業(yè)工程師高昂的費(fèi)用，因此存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)移、分析并使用這些數(shù)據(jù)非常困難。

在此背景下，高可用、易用易維、高擴(kuò)展、高性能、與大數(shù)據(jù)相輔相成的云數(shù)據(jù)庫(kù)，尤其是基于云場(chǎng)景架構(gòu)設(shè)計(jì)的云原生分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，成為企業(yè)上云最佳選擇。其中計(jì)算與存儲(chǔ)分離、能充分發(fā)揮最新硬件性能、利用 AI 和 ML（深度學(xué)習(xí)） 等功能成發(fā)展趨勢(shì)。

Gartner 報(bào)告顯示，到2019年，90％ 的云數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)采用計(jì)算與存儲(chǔ)分離， 剩下10％沒(méi)有分離的，也會(huì)被市場(chǎng)逐步淘汰。此外， NUMA 架構(gòu)的多核 CPU、Optane SSDs 存儲(chǔ)、RDMA 網(wǎng)絡(luò)、GPU／ FPGA 專(zhuān)有硬件等最新硬件的性能也能被新架構(gòu)下的云數(shù)據(jù)庫(kù)吸收，并結(jié)合人工智能和深度學(xué)習(xí)加快自身進(jìn)化。

云原生分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)原理

值得一提的是，華為云得益于 30 多年的技術(shù)積累，已經(jīng)完成新一代的云原生數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)進(jìn)化。以華為云推出的高性能云原生分布式數(shù)據(jù)庫(kù)為例，其設(shè)計(jì)正是基于新硬件性能，圍繞解耦、近數(shù)據(jù)計(jì)算下推（NDP）、引入 AI 和 ML 等功能特性展開(kāi)。

華為云原生分布式數(shù)據(jù)庫(kù)將實(shí)現(xiàn)計(jì)算與存儲(chǔ)分離、主從解耦；將IO 密集型負(fù)載下推到存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)完成，比如 redo 處理，頁(yè)重構(gòu)；多租戶(hù)支持；引入 AI 和 ML 打造自治系統(tǒng)自擴(kuò)展、自調(diào)優(yōu)等功能。

華為云原生分布式數(shù)據(jù)庫(kù)還充分利用云存儲(chǔ)的能力，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)層獨(dú)立容錯(cuò)和自愈服務(wù)、單寫(xiě)多讀的共享訪問(wèn)。發(fā)揮 SSD 優(yōu)勢(shì)，充分利用 SSD 的隨機(jī)讀性能，避免隨機(jī)寫(xiě)帶來(lái)的寫(xiě)放大，減少磨損，減小時(shí)延。并采用 RDMA 等新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和硬件，讓網(wǎng)絡(luò)不再是瓶頸，從而使整體性能得到很大提升。

此外，華為云原生分布式數(shù)據(jù)庫(kù)還擁有即開(kāi)即用、彈性伸縮、輕松管理、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)，可以讓用戶(hù)不用關(guān)心底層架構(gòu)和基礎(chǔ)運(yùn)維，只專(zhuān)注業(yè)務(wù)發(fā)展。這與發(fā)展云計(jì)算技術(shù)最主要的目的不謀而合。

在中國(guó)通信院對(duì)已經(jīng)使用和有計(jì)劃使用云計(jì)算技術(shù)的企業(yè)調(diào)查中，67．81％ 的公司認(rèn)為縮短應(yīng)用部署時(shí)間是應(yīng)用云計(jì)算最重要目的，62．56％ 的公司認(rèn)為節(jié)約成本是應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)最重要目的。

如名人們所言：有價(jià)值的東西只有對(duì)懂得的人才有意義，而一樣?xùn)|西的價(jià)值，在于是否需要它。如果有人想問(wèn)華為云原生分布式數(shù)據(jù)庫(kù)能給用戶(hù)帶來(lái)什么，那么云計(jì)算水龍頭觀點(diǎn)論剛好可以回答這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)你需要的時(shí)候，只需扭開(kāi)水龍頭，水就來(lái)了。你只需要交點(diǎn)水費(fèi)，但不需要建個(gè)水廠！

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