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# l" I9 J0 N5 _+ n& w' L 引入 | 图解那些分布式数据库中的 DBMS
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/ L( y+ K( f9 u! J. v1 Y5 R 开篇:想必大家都有一个疑问?何为分布式数据库?OLTP,OLAP,HTAP?它又能够给我们带来什么? " Y p, H9 o/ X; G# d
& B, ^$ ]" Y; e* e 背景:在数据库技术 DBMS 领域,尤其是针对其中很多核心技术组成部分攻关的突破,国产化数据库一直都起着模范带头作用。许多国内互联网公司,包括现在很多成熟的技术框架,数据库都来自于国外。早期,依赖于核心技术的引进,在引进的基础上做上层应用,进而不断迭代。而现在核心技术自研,数据库自研等成了技术攻关的新浪潮。阿里曾一直提出“去 IOE ”的概念-其中 IBM 是服务器提供商,Oracle 是数据库软件提供商,EMC 则是存储设备提供商。
7 @+ P# L9 V5 K# L9 @ 思考: ]; D" d$ C' i2 y
1、当使用 K8、Docker 容器化编排技术受到限制,假若 Oracle、MySql 数据存储等数据库软件不再向我们提供正常的服务?
) F1 n' W4 I) f8 z0 d5 W 2、在我们的项目工程中,若是没有了这些数据库技术去提供正常的服务,如何能够去及时地采取补救的措施,使得业务能够平滑过渡,做到让用户无感知体验? % f0 Z/ O! G4 u9 ~( c! B3 E
3、从传统关系型数据库到非关系型数据库,NOSQL ,NewSQL 再到数据湖,以及兼顾 OLAP 跟 OLTP 的各种分布式数据库-HTAP(混合事务/分析处理),在拥有自己的数据存储解决方案基础之上,现有技术框架体系是否能够较好适配,能否做到更好地兼容?
7 J* a5 z0 ^; f# I5 H, p2 ` 场景:在现有渠道产品上的适配,推进国产化数据库进程,包括信创自主可控等领域,都值得作为技术人的我们去深思...... 4 r$ m8 f3 i5 l7 G! w* |* _
诚然,技术多元化是一个趋势,多语言并存,多数据库适配,多环境兼容...... 8 e$ t6 k5 ~' x( ]- u* x/ Z
现状:Oracle,ElasticSearch,MySQL 架构
M/ @! Q! Q2 @2 x 目前,在 Oracle 中多个业务库中,数据规模已经非常庞大,MySQL 中多个业务库,其单表数据量都已超过千万级别,数据每天在不断的增长......
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" w; a3 k7 B7 l 尤其,在许多老旧的项目中,Oracle 视图数据量非常大,DMP 文件数百G,数据存储成本极其昂贵,这里也提供下大数据量的一些数据库导入导出方式(相比较工具导入导出或许速度更快一个数量级)
1 J0 k" |# n: ^2 X4 e4 y. @' \/ q MySQL:
. U: k' m I. J; m( f) J 备份数据库命令: & p& T6 y: ?4 S6 \
mysqldump -u root -p 数据库名 > /home/user/2021.12.26.sql;/ k1 z4 v, F( E: C0 ?8 M
5 P* q- x- s" Z# M/ U# m7 R 只需导出表结构:
2 U4 U# N S0 c3 k9 O mysqldump -u applyun -p -d bi > /home/applyun/bi.sql;
( ^* f9 ^2 J9 y/ r- z 6 w$ U% A7 ]# M; W4 K( z; [! X* `$ x4 q
数据库迁移导入:
! n% Z; G9 s" |/ n4 j5 e" B mysql -u root -p 数据库名 < /home/user/2021.12.26.sql;
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Oracle: 7 e- f6 i5 @# \: y
数据库迁移导入: / L1 U+ J* q3 z. S s1 n
imp yd_dev_tmp/user@ip/orcl file=/home/oracle/xxx.dmp ignore=y full=y;3 M& S- Z3 D0 T* Y: c9 h
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( L+ t6 J; Y7 r" f, Q 成功导入数据泵. dmp 文件。(其中,可通过su - oracle进入oracle目录,dmp文件可上传到/home/oracle路径)
7 r0 B0 V, U8 J- U 猜想: % M1 d+ q! D2 D6 O W
当下的数据库技术体系,正如春秋时期百家争鸣的局面,已然无法像传统关系型数据库那样三足鼎立,各个大厂,尤其是互联网,根据其自身业务需求体系定制化了很多产品,像 OceanBase ,TiDB ,Vertica,ClickHouse,Greenplum...... ; ~; I5 j7 ]0 f* j; b5 W
那么,拥有这么多的选择权,是不是意味着学习的成本会不断抬高,我们需要了解扩充的知识面更多?上述仅列举了正在项目中移植预研的几款 DBMS,更多详情请回顾->数仓进阶 | 记一次OLAP分析引擎演进思考过程
" \* ^) P. Y7 K! W0 h. B 构思:
) ?1 B8 ]7 B" w5 C9 v" |3 u v6 M 当我们的业务系统发展到一定规模,不论是累计数据量,亦或用户并发量。早期,通过单体架构进行设计,应付自如,再大就是分库分表,解决数据库单点瓶颈(I/O)。 ! ~4 L E b' N% w& g4 t
随着业务持续发展,单机有着明显的单点效应,并且单机的容量跟性能都是极其局限的。
8 o# v) }( _/ V+ k! | 进一步,对某些应用进行水平扩容,渐渐的,虽然各个应用服务器CPU都正常,但是你会发现还是有很多慢请求依然存在,究其缘由-单点数据库性能瓶颈?
1 S# z! P( C; S; R7 Y/ ]$ p8 Z 更进一步,数据库集群-主从架构,大部分读操作可直接访问从库,减轻主库的负担,但依旧还是无法解决主库写的瓶颈? , Z+ U" R/ Z( ~ l. N2 l+ }
接下来,就是上述提到的分库分表,分库分表可作水平拆分-对表进行进一步拆分,垂直拆分-不同功能表放置不同的库,按业务功能进行拆分。
4 X5 M& e" K. ? e! y" p 然而,当相同的应用扩展越多,每个数据库的链接数,长久以往必会让数据库本身的资源再度成为瓶颈,简言之,资源隔离性依然不彻底->未形成单元化的雏形。 9 \ ^% B* j: P, y8 q
" W9 U3 M; W' r5 p& J1 t0 y4 Y0 | 再谈经典,
, X' p J( {' B Google 三驾马车,在分布式系统工程实践领域: 2 x) h0 \$ Y3 ?. |8 ]- i
《Google File System》、《Google MapReduce》、 ) S/ n8 d* n+ e: Q5 ?
《Google BigTable》在很大程度上奠定了业界大规模分布式存储系统的理论基础. ) G7 f0 k! ^# j3 B" |5 I6 e
回到 CAP 理论,想必在分布式领域中这个著名的定理都有所耳闻,即 C 为数据一致性,A 为服务可用性,P 为服务对网络分区故障的容错性。
, ^, J% i- J3 E/ S" u6 R 谈及 CAP,这里暂不详赘,各有各自不同深度层次的见解,但这里需要说明下的就是选择 CP 的分布式系统,并不代表可用性就完全没有了,比如像我们常用的中间件,为了增加可用性保障,往往提供了分片集群-复制的一些方案。 $ `; h8 H E' ?+ _4 \5 M v7 ]- s2 H
包括常说的 BASE 理论-对 CAP 理论的延伸,核心思想-即使无法做到强一致性(Strong Consistency),但我们的应用可以采用适合的方式达能够到最终一致性(Eventual Consitency)。 . A+ |6 C4 m7 H) s6 g/ o- U
从上述提到由单点现状->分布式架构演进构思的过程中,出现诸多不同阶段性痛点,想必这也是为什么那么多分布式数据库产品如雨后春笋般不断涌出?
( N$ U; V! E# U6 ? OceanBase-中国第一款自主研发的分布式数据库(简称OB)
: }6 C8 ?% j" F4 ~. k) I* P 企业级分布式关系数据库
' ?( N5 A8 O& k8 C S) z a)数据强一致
1 a) b2 _8 I; M) s; A7 V: G, E b)高可靠
: L; t& K% u# H4 _7 m2 s; j 分区-副本机制 6 p5 }3 m- t. V+ m" e% @: C$ `9 D
c)高性能 8 J* J( e, F" x4 j3 W5 m8 J; T
Paxos协议,在数据强一致的情况下,具有极高的可用性及性能
; S* E, g4 r' @8 s0 \) B L$ u' N d)在线扩展 ; B0 l. P, D/ \% }& B( p
当集群存储容量或是处理能力不足时,可以加入新的 OBServer
& J/ }2 R: a' N( ?1 V e)高度兼容 SQL 标准和主流关系数据库
' d* C/ r/ @, B E# d f)低成本
+ v' L5 q, V1 \( x/ Z CPU、操作系统、数据库
( u8 I: ~1 |3 `. O, r* Y" f. \1 w/ r 如何既兼顾处理 TP 场景的能力,又具备 AP 场景的分析能力? ; V7 f" Q4 u8 T9 P
想必 HTAP 架构希望打破 TP 和 AP 的边界,虽然存在很多技术难关需要攻克,一直在路上,期待 OceanBase(OB)一直会有新的突破...... / ]( E0 z+ o, j; ^
延伸思考:HTAP(混合事务/分析处理),相比 OLTP、OLAP 能够给我们带来?OceanBase 又是如何支持 HTAP?
, c1 Q) G) t# G 在高并发海量数据场景下,是否能让系统中诸多计算节点同时运行 OLTP 类型的应用和复杂的 OLAP 类型的应用......
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