云原生數(shù)據(jù)庫進入2.0時代

崔滔

這幾年，云原生已成為阿里云的另一個標(biāo)簽，不僅最早布局云原生技術(shù)，擁有大量客戶實踐，更打造出了豐富的云原生產(chǎn)品家族。尤其是數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品線，已進入云原生2.0階段，通過全鏈路的技術(shù)支撐能力，奔向更遠(yuǎn)的星辰大海。

從廣義概念來看，所謂云原生，是指全面使用云服務(wù)構(gòu)建軟件；而狹義的云原生，是指通過容器、微服務(wù)、Serverless等全新技術(shù)構(gòu)建應(yīng)用，它不僅影響計算架構(gòu)、開發(fā)和部署方式，更是對整個基礎(chǔ)設(shè)施和平臺能力的一種考驗。

所以，數(shù)據(jù)庫的云原生之路一般從IT基礎(chǔ)設(shè)施云化、核心場景的互聯(lián)網(wǎng)化開始，這也是阿里云智能數(shù)據(jù)庫事業(yè)部總負(fù)責(zé)人李飛飛在多個公開場合定義的云原生數(shù)據(jù)庫1.0階段。這一階段的典型特征是———基于云的整個IaaS能力，提升數(shù)據(jù)庫本身的性能和服務(wù)體驗。那么，云原生數(shù)據(jù)庫2.0時代，發(fā)生了怎樣的變化？有哪些新特點？阿里云數(shù)據(jù)庫的云原生之路演進到何種程度了？阿里云數(shù)據(jù)庫高級產(chǎn)品專家蔡冬者在DTCC大會期間進行了詳細(xì)解讀。

“1.0階段，更強調(diào)的是單品能力，比如：如何基于MySQL打造最佳業(yè)務(wù)實踐；2.0階段，用戶需要的是一個能集成多種引擎的全面的數(shù)據(jù)庫解決方案，尤其在移動互聯(lián)網(wǎng)、IoT和5G技術(shù)趨勢的加持下，數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景變得越來越豐富，更需要一個從生產(chǎn)到應(yīng)用的全過程產(chǎn)品體系?！辈潭邚娬{(diào)，阿里云云原生數(shù)據(jù)庫，已過了底層基礎(chǔ)設(shè)施和平臺云化的1.0階段，現(xiàn)在正向更高服務(wù)水平進軍，通過全鏈路的技術(shù)支撐能力，引領(lǐng)云原生2.0時代，把數(shù)據(jù)庫服務(wù)發(fā)揮到極致。

全鏈路支撐能力背后的產(chǎn)品家族

在云原生數(shù)據(jù)庫2.0理念下，阿里云在剛剛過去的云棲大會上發(fā)布了一系列產(chǎn)品的重磅更新版本，包括云原生關(guān)系型數(shù)據(jù)庫PolarDB和分布式版本PolarDB-X，云原生數(shù)據(jù)倉庫AnalyticDB，云原生多模數(shù)據(jù)庫Lindorm、企業(yè)級自治數(shù)據(jù)庫RDS以及一站式在線數(shù)據(jù)管理平臺DMS。關(guān)于PolarDB、分布式版本PolarDB-X、云原生數(shù)據(jù)倉庫AnalyticDB、云原生多模數(shù)據(jù)庫Lindorm業(yè)界關(guān)注度比較高，已有大量相關(guān)資料，這里不做過多贅述，本文主要對RDS以及與之密切相關(guān)的應(yīng)用DMS做重點分析。

從大的數(shù)據(jù)庫分類來看：一類是OLTP事務(wù)型數(shù)據(jù)庫；另一類是OLAP分析型數(shù)據(jù)庫，后來又衍生出HTAP混合型事務(wù)分析管理。阿里云RDS就屬于事務(wù)型數(shù)據(jù)庫，也是整個云數(shù)據(jù)庫市場規(guī)模最大、用戶最多的一個基本業(yè)務(wù)。提到RDS，可能有人會覺得這是一款各家都有的常規(guī)化產(chǎn)品，使用體驗都差不多。其實相對同類產(chǎn)品，阿里云RDS有幾個重要特征。

1.擁有強大的企業(yè)級數(shù)據(jù)自治能力。阿里云RDS是基于開源以及在商業(yè)化內(nèi)核基礎(chǔ)上構(gòu)建的全托管式產(chǎn)品形態(tài)，不僅兼容了開源數(shù)據(jù)庫MySQL的內(nèi)核，還做了更深度的內(nèi)核優(yōu)化，尤其在數(shù)據(jù)庫自動駕駛層面有更卓越表現(xiàn)。阿里云數(shù)據(jù)庫的自治能力已處于行業(yè)領(lǐng)先地位，不管是自治的深度、引擎支持的覆蓋度，還是應(yīng)用規(guī)模上，其他廠商都無法相提并論。

2.能通過內(nèi)核以及相關(guān)產(chǎn)品的管控能力，給用戶帶來更快、更穩(wěn)、更安全的數(shù)據(jù)庫服務(wù)。為了滿足互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的動態(tài)負(fù)載、高并發(fā)、永不停服等業(yè)務(wù)特征，RDS提供一體化讀寫分離、計算存儲無縫擴展的解決方案，幫助用戶動態(tài)調(diào)整讀寫比例或存儲計算資源，解決企業(yè)在讀多寫少形態(tài)下的擴展性問題。為了確保高可用性，阿里云提供三副本以及兩地三中心的解決方案，滿足游戲、電商、運營商、金融和政府類企業(yè)對數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用要求。備份恢復(fù)上，RDS可在分鐘級完成TB級數(shù)據(jù)的快速恢復(fù)，解決企業(yè)業(yè)務(wù)故障情況下的快速業(yè)務(wù)回滾訴求。同時，通過深度內(nèi)核優(yōu)化，RDS相較于開源版本性能最高可提升80 %。

3.全鏈路的數(shù)據(jù)安全優(yōu)勢，包括訪問安全、存儲安全、傳輸安全以及審計安全。值得一提的是，阿里云認(rèn)為真正的云數(shù)據(jù)庫也能像生活中的水和電一樣，只關(guān)心上層應(yīng)用，而不需要關(guān)注底層的基礎(chǔ)設(shè)施。阿里云于2017年首次提出“數(shù)據(jù)庫自動駕駛”理念，數(shù)據(jù)庫本身就具備異常自感知、自診斷、自決策、自修復(fù)、自彈性及自安全的能力，閉環(huán)解決企業(yè)數(shù)據(jù)庫遇到的性能、可用性以及數(shù)據(jù)可靠性等問題。以阿里巴巴集團為例，已為所有數(shù)據(jù)庫開啟自動駕駛能力，同時，6 000家企業(yè)客戶也已通過RDS實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的自動駕駛。

在企業(yè)級數(shù)據(jù)庫自動駕駛能力方面，阿里云在數(shù)據(jù)庫智能調(diào)參ResTune系統(tǒng)論文被SIGMOD2021錄用，這是阿里云自治數(shù)據(jù)庫和智能化運維取得的里程碑式的一步。所謂的智能調(diào)參，是指結(jié)合了機器學(xué)習(xí)及大量專家經(jīng)驗和邏輯，去做對數(shù)據(jù)庫影響比較大的參數(shù)優(yōu)化，從根本上幫助企業(yè)降低參數(shù)調(diào)優(yōu)門檻，滿足千行百業(yè)的工作負(fù)載需求。

阿里云除了擁有強大的數(shù)據(jù)庫自治能力，還有另外一款明星產(chǎn)品，即一站式數(shù)據(jù)管理平臺DMS。DMS并不是一個從無到有、從零開始構(gòu)建的產(chǎn)品，它最早在阿里巴巴集團內(nèi)部孵化，主要解決數(shù)據(jù)庫開發(fā)效率問題。之后，隨著企業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展，用戶也越來越關(guān)注海量數(shù)據(jù)的采集、集成及價值挖掘，此時，用戶開始涌現(xiàn)出對數(shù)據(jù)處理、加工、分析以及應(yīng)用集成等一系列需求，這需要企業(yè)擁有更強大的平臺管理能力。于是，阿里云在2021年對DMS進行了一站式升級。

阿里云DMS包括幾個重要模塊：數(shù)據(jù)庫的開發(fā)設(shè)計模塊（最早開發(fā)的模塊）、數(shù)據(jù)集成模塊（主要解決跨數(shù)據(jù)源之間的數(shù)據(jù)流動問題）、數(shù)據(jù)開發(fā)加工模塊、數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用模塊，以及橫跨這些模塊的數(shù)據(jù)安全及DevOps等，基本上所有的數(shù)據(jù)生產(chǎn)和管理能力都可以在這個平臺上解決。

基于DMS，企業(yè)可以真正實現(xiàn)庫倉一體，可以讓數(shù)據(jù)流動變得簡單，而且能做到實時的數(shù)據(jù)流動和集成。另外，DMS內(nèi)置了強大的數(shù)據(jù)安全能力，可以讓用戶從生產(chǎn)到應(yīng)用層面擁有一站式的安全能力，包括可以自定義符合規(guī)則的安全引擎、對敏感數(shù)據(jù)進行脫敏、設(shè)置安全訪問攔截功能等。同時，平臺本身可以提供端到端的自助診斷能力，能幫助用戶快速發(fā)現(xiàn)并診斷數(shù)據(jù)在流動、集成以及流轉(zhuǎn)過程當(dāng)中遇到的所有問題。DMS一站式體驗覆蓋的數(shù)據(jù)源比較多，有27種常見數(shù)據(jù)源，所有數(shù)據(jù)都能實現(xiàn)統(tǒng)一管理。

所以，整體來看，阿里云的云原生數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品家族，不僅強調(diào)全場景、全鏈路支撐能力，單品云原生能力也在持續(xù)演進，尤其從RDS以及DMS表現(xiàn)來看，正在向智能化和安全可靠性方面升級。

融合趨勢的根本是解決業(yè)務(wù)多樣化需求

除了更強調(diào)智能化和安全性，其實融合型趨勢也是云原生2.0時代的一種新變化。

蔡冬者認(rèn)為，不管是湖倉一體化、大數(shù)據(jù)一體化，還是多模，本質(zhì)上是企業(yè)數(shù)據(jù)的多樣性導(dǎo)致計算的多樣性需求。這時，數(shù)據(jù)庫的發(fā)展會表現(xiàn)出幾種演進思路。一個是專項專用，即每個引擎只解決獨特的場景問題，通過復(fù)雜的技術(shù)形態(tài)組合來解決企業(yè)的多樣化需求，這是一種解決思路。第二種思路，是通過一體化融合的趨勢，降低企業(yè)解決問題的成本。比如：通過多樣化的計算存儲需求，降低數(shù)據(jù)計算存儲的成本及門檻。

而云原生+分布式的結(jié)合，主要是解決目標(biāo)客戶群體的高并發(fā)、持續(xù)運營、動態(tài)負(fù)載及海量數(shù)據(jù)等問題。當(dāng)傳統(tǒng)的單機數(shù)據(jù)庫遇到容量瓶頸，云原生+分布式演進方向顯然是最佳選擇，可以幫助用戶滿足互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)形態(tài)下的挑戰(zhàn)。同樣，軟、硬件一體化，也是IT技術(shù)發(fā)展的必經(jīng)階段，通過更深層次的軟硬件結(jié)合，可以從設(shè)計之初提升應(yīng)用本身的性能、穩(wěn)定性和安全性等問題。

不管是哪種融合模式，阿里云數(shù)據(jù)庫會始終秉承云原生2.0目標(biāo)，在底層的引擎上布局全鏈路能力。其中，智能化、安全可控、在線一體化、多模以及與分布式結(jié)合的方向，都是單品能力繼續(xù)精進的主攻方向。在國產(chǎn)化大背景下，會對數(shù)據(jù)庫的安全要求越來越高，阿里云推出全加密數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，可確保政府、金融以及運營商等行業(yè)用戶，擁有更強的數(shù)據(jù)加密能力。針對去O趨勢，阿里云數(shù)據(jù)庫也在做相關(guān)準(zhǔn)備，推出了一整套數(shù)據(jù)庫升級迭代解決方案，包含PolarDB-O，可以實現(xiàn)金融級的數(shù)據(jù)庫遷移。

阿里云數(shù)據(jù)庫擁有豐富的業(yè)務(wù)場景，不僅單一數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品能力強，更擁有全場景化的服務(wù)能力。經(jīng)過多年的技術(shù)打磨和云原生化的快速迭代，阿里云數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品在易用性、性價比以及穩(wěn)定性方面，都擁有更卓越的表現(xiàn)，這可能是用戶選擇阿里云數(shù)據(jù)庫的最根本原因。換言之，產(chǎn)品本身的內(nèi)核以及強大的技術(shù)研發(fā)能力，是阿里云數(shù)據(jù)庫取得用戶信任、建立龐大用戶生態(tài)的基石。