摘要：不過，云來了，以阿里云為代表的云服務(wù)商攜云原生數(shù)據(jù)庫發(fā)起了新一輪挑戰(zhàn)。實際上，阿里云數(shù)據(jù)庫技術(shù)也得到國際咨詢機構(gòu)的認可，在數(shù)據(jù)庫魔力象限中，阿里云成為國內(nèi)首個入選的科技公司。第三個是數(shù)據(jù)的安全隱私保護，這是阿里云數(shù)據(jù)庫一直不敢放松的。

數(shù)據(jù)庫市場形成今天的格局已經(jīng)很久了，商業(yè)數(shù)據(jù)庫為王，這幾乎沒有變過。不過，云來了，以AWS、阿里云為代表的云服務(wù)商攜云原生數(shù)據(jù)庫發(fā)起了新一輪挑戰(zhàn)。與以往歷次的挑戰(zhàn)不同，這次的競賽換了賽道。

3月21日，阿里云對外發(fā)布了POLARDB v2．0。此前的POLARDB針對的是MySQL用戶，這一次POLARDB還可以兼容Oracle數(shù)據(jù)庫。據(jù)悉，這也是首個兼容 Oracle的云原生數(shù)據(jù)庫，可幫助金融、醫(yī)療、制造等大型企業(yè)在數(shù)小時內(nèi)完成業(yè)務(wù)遷移，10TB數(shù)據(jù)備份只需10分鐘。

因云而生的POLARDB

數(shù)據(jù)庫誕生于上個世紀70年代，經(jīng)過這些年的發(fā)展，無論是技術(shù)還是市場格局都已經(jīng)趨于穩(wěn)定，因此市場很長時間以來一直處于波瀾不驚的狀態(tài)，不過，云時代的到來打破了這種平靜，因為在云時代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫面臨很多新的挑戰(zhàn)，這就給了新生的云原生數(shù)據(jù)庫以機會。

在2019阿里云峰會·北京站上，阿里云智能總裁張建鋒在演講時曾提到了云給這個世界帶來的三個變化，即IT基礎(chǔ)設(shè)施的云化、核心技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)化、應(yīng)用的數(shù)據(jù)化和智能化。

“基礎(chǔ)設(shè)施的云化需要一套新的系統(tǒng)，需要基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來進行改造。因此，下一代的技術(shù)一定構(gòu)建在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云化基礎(chǔ)設(shè)施上的。”張建鋒表示。

而阿里云的數(shù)據(jù)庫POLARDB正是適應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施的云化而誕生的，正因為此，POLARDB這類數(shù)據(jù)庫也被稱為云原生數(shù)據(jù)庫，包括AWS的Aurora也是這一類型的代表。

實際上，阿里云早期也是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的使用者，正是因為云的誕生，因為自身業(yè)務(wù)不斷成長，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫越來越難以滿足自身的需求，才有了自研的云原生POLARDB。

“阿里的業(yè)務(wù)很復雜，數(shù)據(jù)量很大，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，基于開源數(shù)據(jù)庫的分布分表中間件的解決方案已經(jīng)不能滿足。這就是POLARDB誕生的直接原因。”阿里云智能數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品線總負責人李飛飛說。

享受云等諸多技術(shù)紅利

作為一款誕生于云時代、一開始就架構(gòu)在云平臺之上的云原生數(shù)據(jù)庫天生地具有很多優(yōu)勢。比如，彈性伸縮能力就是云原生數(shù)據(jù)庫最重要的特點，即當用戶業(yè)務(wù)量低的時候，就少分配資源；當業(yè)務(wù)負載高的時候，通過只讀節(jié)點等逐漸擴展的方式，讓數(shù)據(jù)庫支持業(yè)務(wù)的增長。這種彈性伸縮的能力還帶來另一個好處，就是按需付費，成本節(jié)約。所以，云原生數(shù)據(jù)庫往往具有更高的性價比。

“傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的典型架構(gòu)就是單節(jié)點架構(gòu)，有存儲引擎、查詢引擎和優(yōu)化器引擎，再上面是SQL Parser，這一套架構(gòu)中存儲和計算是綁定在一起的，而云原生數(shù)據(jù)庫存儲與計算是分離的。”李飛飛表示。

李飛飛介紹說，POLARDB采用的是分布式共享存儲架構(gòu)，計算與存儲分離。由于計算與存儲的解耦，存儲就可以通過RDMA高速網(wǎng)絡(luò)做成一個分布式存儲，而看起來仍然像一個本地盤。正是由于采用了計算與存儲分離的架構(gòu)設(shè)計使得POLARDB的最大數(shù)據(jù)容量可以達到100TB，這是開源數(shù)據(jù)庫難以企及的，也成為POLARDB很多早期用戶采用它來取代MySQL的一個主要原因。

除了借助RDMA等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)彈性伸縮能力之外，POLARDB還享受了很多現(xiàn)代技術(shù)的紅利。比如，POLARDB采用了英特爾的傲騰——這是一種訪問速度介于內(nèi)存和SSD之間的新型存儲介質(zhì)，如果需要擴容，可以在5分鐘之內(nèi)完成節(jié)點規(guī)格的升級和進行只讀節(jié)點的擴展，極速適配。

實際上，傲騰的對數(shù)據(jù)庫的影響不只是快速，它也在一定程度上改變了數(shù)據(jù)庫的設(shè)計邏輯，讓數(shù)據(jù)一旦寫了之后實時就可持續(xù)性了，持久化了。

另外，像GPU加速在POLARDB中也有采用。在POLARDB中一些重復性或相似性比較高的計算，會Offload到FPGA來做，通過FPGA的定制化的計算模塊重復調(diào)用，來節(jié)省CPU的時間，從而帶給用戶更好地體驗。

不斷升級的產(chǎn)品

POLARDB也在不斷升級，目前阿里云還在研發(fā)POLARDB的分布式版本，今年會宣布公測。該版本的目標客戶是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量超過單機數(shù)據(jù)庫的承受能力，業(yè)務(wù)復雜對資源彈性要求高，例如要求數(shù)據(jù)不丟失，系統(tǒng)高穩(wěn)定高可用。

據(jù)悉，它能支持更海量的數(shù)據(jù)、更高并發(fā)的處理能力，基于阿里的核心業(yè)務(wù)十余年打磨，圍繞高效低成本存儲引擎X－Engine，提供企業(yè)化高可用的X－Paxos協(xié)議實現(xiàn)。

李飛飛介紹，POLARDB分布式版本的一大特性就是解決了分庫分表問題。早期互聯(lián)網(wǎng)公司采用基于中間件技術(shù)的分庫分表技術(shù)解決資源擴展問題，但這會大大增加系統(tǒng)的復雜度和對應(yīng)用的侵入。因為很多時候這意味著業(yè)務(wù)邏輯的重構(gòu)、軟件的改寫，成本非常高。而POLARDB分布式版本具有類似Google Spanner的先進架構(gòu)，同時又擺脫其昂貴復雜的原子鐘依賴。

“阿里很多大促活動，比如‘雙11’，光靠云原生共享存儲是無法完全解決這個問題。過去兩年，我們一直在研發(fā)自己的分布式存儲技術(shù)，它的核心思路就是分布分表，但我們不希望用中間件的解決方案。”李飛飛說。

李飛飛解釋說，與基于中間件技術(shù)的分庫分表不同，阿里云希望做一個原生的分布式數(shù)據(jù)庫，在內(nèi)核里面做分布分表，以盡可能減少對業(yè)務(wù)層的沖擊?，F(xiàn)在阿里云要把分布式數(shù)據(jù)庫的技術(shù)和POLARDB有機地結(jié)合起來。

“我們的目標是打造一個通用的商業(yè)數(shù)據(jù)庫，要求非常產(chǎn)品化、標準化，能夠支持不同產(chǎn)品。未來POLARDB分布式版本能夠提供一個基于共享存儲的一寫多讀的云原生數(shù)據(jù)庫，同時利用分布式架構(gòu)能夠快速靈活拓展。這樣，不管是在公有云上，還是針對線下的一些企業(yè)級超大規(guī)模的用戶，我們都能夠用POLARDB去統(tǒng)一滿足用戶需求?！崩铒w飛說。

有挑戰(zhàn)更是機遇

很顯然，在數(shù)據(jù)庫市場，POLARDB是一個新來者，甚至與AWS的Aurora相比，POLARDB也要晚幾年。但李飛飛認為，作為挑戰(zhàn)阿里云的數(shù)據(jù)庫具有自己的獨特優(yōu)勢，而最大的優(yōu)勢是背后有阿里的業(yè)務(wù)在推動。

“任何技術(shù)都是業(yè)務(wù)推動來衍生的，只要你有業(yè)務(wù)場景，技術(shù)就一定會逐步從發(fā)展到領(lǐng)先。比如阿里電商‘雙11’在世界上就絕無僅有，阿里云的數(shù)據(jù)庫必須經(jīng)受住海量和高并發(fā)的實戰(zhàn)考驗?！崩铒w飛說。

實際上，阿里云數(shù)據(jù)庫技術(shù)也得到國際咨詢機構(gòu)的認可，在2018 Gartner數(shù)據(jù)庫魔力象限中，阿里云成為國內(nèi)首個入選的科技公司。

“這代表了阿里云的數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)和頂級數(shù)據(jù)庫廠商站在了同一個舞臺。中國數(shù)據(jù)庫廠商有這個機會，非常榮幸。不能只說是阿里的功勞，也是整個中國IT產(chǎn)業(yè)、中國經(jīng)濟發(fā)展的結(jié)果。如果沒有中國數(shù)字化經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，我們是不可能取得這樣的成功?！崩铒w飛說。

李飛飛坦言，作為挑戰(zhàn)者阿里云數(shù)據(jù)庫要真正與數(shù)據(jù)庫巨頭競爭，面臨不小的挑戰(zhàn)。

第一個是阿里云和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫廠商有一個非常大的不同，就是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫廠商可以只研發(fā)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，而阿里云數(shù)據(jù)庫還要支持集團的業(yè)務(wù)，還要服務(wù)自己云上的客戶以及私有云、混合云的外部客戶。

“我們面臨的是非常復雜的一個場景：又要研發(fā)，又要運維。既要支持集團的業(yè)務(wù)，又要支持云上的業(yè)務(wù)，所以穩(wěn)定性、安全運維這絕對是我們第一生命線。”李飛飛表示。

第二個挑戰(zhàn)也是李飛飛認為最核心的挑戰(zhàn)，是混合云部署所帶來的，這里面既有技術(shù)上的挑戰(zhàn)也有業(yè)務(wù)上的挑戰(zhàn)。比如，你怎么保證安全、穩(wěn)定、高效地部署混合云，混合云的數(shù)據(jù)架構(gòu)如何設(shè)計等等。

第三個是數(shù)據(jù)的安全隱私保護，這是阿里云數(shù)據(jù)庫一直不敢放松的。

第四點就是智能化大規(guī)模落地和應(yīng)用。當系統(tǒng)越來越復雜，數(shù)據(jù)量越來越大，運維挑戰(zhàn)越來越高的時候，就必須利用人工智能、機器學習的技術(shù)盡可能地實現(xiàn)自動運維，提高運維效能。

“這些是挑戰(zhàn)也是機遇，阿里云的業(yè)務(wù)快速發(fā)展正在不斷驅(qū)動我們技術(shù)的發(fā)展，驗證和帶領(lǐng)技術(shù)不斷往前走，我們已經(jīng)走在了云原生數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的前列。”李飛飛總結(jié)說。