數(shù)據(jù)庫服務(wù)的高可用數(shù)據(jù)庫高可用方案

1、 UCLoud中國云三強: 數(shù)據(jù)庫服務(wù)的高可用?數(shù)據(jù)庫高可用方案隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，人類社會的數(shù)據(jù)量迅速激增，據(jù)統(tǒng)計目前人類一年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)就相當(dāng)于人類進(jìn)入現(xiàn)代化以前所有歷史的總和，而且互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展通常具有爆發(fā)性，業(yè)務(wù)量很可能在短短的一個月內(nèi)突然爆發(fā)式地增長幾千倍，對應(yīng)的數(shù)據(jù)也很可能快速地從原來的幾百GB飛速上漲到了幾百個TB。如果在這爆發(fā)的關(guān)鍵時刻，系統(tǒng)不穩(wěn)定或無法訪問，那么對于業(yè)務(wù)將會是毀滅性的打擊。然而傳統(tǒng)的單機數(shù)據(jù)庫提供的服務(wù)，在系統(tǒng)可擴展性、性價比方面卻不再適用。伴隨著這種對于系統(tǒng)性能、成本以及擴展性的新需求，UCloud推出云時代的分布式數(shù)據(jù)庫UDDB，突破單機MySQL容量和

2、性能瓶頸，徹底消除單機數(shù)據(jù)庫無法支撐企業(yè)業(yè)務(wù)高速發(fā)展的后顧之憂。傳統(tǒng)單機數(shù)據(jù)庫面臨的挑戰(zhàn)以電商網(wǎng)站為例，在網(wǎng)站創(chuàng)建之初，日均訪問量可能只有幾百到幾千人，這時整個業(yè)務(wù)后臺可能就一個數(shù)據(jù)庫，所有業(yè)務(wù)表都放在這個數(shù)據(jù)庫中，一臺普通的服務(wù)器就可以支撐，而且這種架構(gòu)對業(yè)務(wù)開發(fā)人員也非常友好，因為所有的表都在一個庫中，這樣查詢語句就可以靈活關(guān)聯(lián)了，使用起來很便捷。圖1 所有業(yè)務(wù)表都在一個數(shù)據(jù)庫中但是隨著業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，每天訪問網(wǎng)站的人越來越多，數(shù)據(jù)庫的壓力也越來越大。通過分析發(fā)現(xiàn)，所有的訪問流量中，80%以上都是讀流量，只有20%左右的寫流量，這時可以通過讀寫分離來緩解數(shù)據(jù)庫的訪問壓力。由于網(wǎng)站的訪問量越

3、來越大，盡管采取了讀寫分離的方式，但隨著數(shù)據(jù)庫的壓力繼續(xù)增加，數(shù)據(jù)庫的瓶頸越來越突出。這時我們發(fā)現(xiàn)，我們的網(wǎng)站演進(jìn)到現(xiàn)在，交易、商品、用戶的數(shù)據(jù)都還在同一個數(shù)據(jù)庫中。然而在這個巨大而且臃腫的數(shù)據(jù)庫中，表和表之間的數(shù)據(jù)很多是沒有關(guān)系的，也不需要JOIN操作，理論上就應(yīng)該把它們分別放到不同的服務(wù)器，即垂直分庫。圖3 垂直分庫隨著業(yè)務(wù)的不斷增長，我們發(fā)現(xiàn)交易、商品、用戶這些庫都變得巨大無比，單機數(shù)據(jù)庫已經(jīng)無法滿足業(yè)務(wù)的繼續(xù)增長，這時可以考慮對這些表進(jìn)行水平拆分，即同一個表中的數(shù)據(jù)拆分到兩個甚至多個數(shù)據(jù)庫中。以用戶表為例，數(shù)據(jù)可以根據(jù)userid的奇偶來確定數(shù)據(jù)的劃分。把id為奇數(shù)的放到DB1，為偶數(shù)

4、的放DB2。開源中間件解決方案及其存在的問題讀寫分離、垂直拆庫、水平分表作為大型網(wǎng)站后臺的剛需，市面上有很多中間件可以滿足，比較有代表性的有：阿里巴巴的Cobar、MyCAT。然而這些開源中間件都存在以下缺點：配置復(fù)雜基于開源中間件對一張大表進(jìn)行水平拆分需要以下六步操作：1.部署數(shù)據(jù)庫節(jié)點2.安裝和部署中間件軟件（多個）3.登錄到各數(shù)據(jù)庫節(jié)點，創(chuàng)建子表4.把子表的信息，配置到每個中間件的配置文件，然后啟動5.用HAProxy等負(fù)載均衡收斂中間件IP，對外提供一個IP6.業(yè)務(wù)正式訪問運維極其不便基于開源中間件對系統(tǒng)進(jìn)行擴容需要進(jìn)行以下幾步：開源中間件使用和運維的復(fù)雜性給業(yè)務(wù)發(fā)展造成了非常大的壓力

5、，無形中為企業(yè)發(fā)展帶來了很大的負(fù)擔(dān)。分布式云數(shù)據(jù)庫UDDBUCloud分布式數(shù)據(jù)庫（UCloud Distributed Database，簡稱UDDB）是一種穩(wěn)定、可靠、容量和服務(wù)能力可彈性伸縮的分布式關(guān)系型數(shù)據(jù)庫服務(wù)。UDDB高度兼容MYSQL協(xié)議和語法，支持垂直建表、自動化水平拆分，在線平滑擴縮容，服務(wù)能力線性擴展，透明讀寫分離，具備數(shù)據(jù)庫全生命周期運維管控能力。UDDB的架構(gòu)設(shè)計如下圖所示：UDDB主要包括三大模塊中間件用來做SQL路由和查詢結(jié)果的聚合、讀寫分離、以及對存儲節(jié)點的管理存儲節(jié)點即高可用UDB實例，用來存儲分表的數(shù)據(jù)只讀實例存儲節(jié)點的從庫，普通的UDB實例，只能對其進(jìn)行讀操

6、作UDDB的主要功能水平分表UDDB通過水平分表來解決容量瓶頸問題，根據(jù)一列數(shù)據(jù)的值把數(shù)據(jù)行拆分到多個獨立的表里。對于開發(fā)人員來說，不再需要關(guān)心如何切分?jǐn)?shù)據(jù)、如何路由請求等待，只需初始化分片字段（shardkey），直接面向邏輯庫表進(jìn)行編程、專注業(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn)即可，大大降低了程序的復(fù)雜度。讀寫分離UDDB的讀寫分離功能是一種對應(yīng)用透明的讀寫分離實現(xiàn)，應(yīng)用在不需要修改任何代碼的情況下，只需要在UDDB控制臺中調(diào)整讀權(quán)重，即可將讀流量按照需要的比例在存儲節(jié)點與只讀實例之間調(diào)整。寫流量則統(tǒng)一走存儲節(jié)點，不分流。垂直建表可以在創(chuàng)建水平分區(qū)表的同時創(chuàng)建普通表，普通表可以指定創(chuàng)建到某個存儲節(jié)點。在線平滑擴

7、容UDDB可以通過增加存儲節(jié)點的方式線性增加系統(tǒng)的容量，系統(tǒng)擴容期間業(yè)務(wù)可以正常訪問，讀寫請求均可以正常進(jìn)行，僅在修改中間件路由信息的時候會有0.2秒左右的閃斷。UDDB相對開源中間件具有以下優(yōu)勢簡單易用提供 Web 控制臺，數(shù)據(jù)庫操作簡單，基于UDDB對一張大表進(jìn)行水平拆分只需要以下幾步：1.在控制臺上創(chuàng)建一個UDDB實例（一鍵創(chuàng)建）2.通過MySQL客戶端登錄UDDB實例，執(zhí)行一條create table語句3.業(yè)務(wù)訪問快速部署可在線快速部署實例，節(jié)省采購、部署、配置等自建數(shù)據(jù)庫工作，縮短項目周期，幫助業(yè)務(wù)快速上線。彈性擴展多種規(guī)格實例配置；自主升降級，按需擴展；平滑擴展，業(yè)務(wù)不中斷。低成

8、本穩(wěn)定的產(chǎn)品，完善的運維和技術(shù)支持，相比開源產(chǎn)品總體性價比更高；多種實例規(guī)格配置覆蓋不同業(yè)務(wù)規(guī)模場景，按需購買；自主控制實例升降配，根據(jù)業(yè)務(wù)量調(diào)整資源使用。高可用UDDB底層數(shù)據(jù)存儲復(fù)用了高可用UDB，可用性有保障。在線數(shù)據(jù)遷移用戶可以通過幾行命令將UDB中的數(shù)據(jù)熱遷移到UDDB，業(yè)務(wù)不受影響。UDDB的應(yīng)用場景大型應(yīng)用解決百萬用戶以上的大型應(yīng)用，如電商、O2O、社交應(yīng)用，產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，普通MySQL架構(gòu)無法支撐業(yè)務(wù)增長的問題。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)在工業(yè)監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制、智慧城市的延展、智能家居、車聯(lián)網(wǎng)等物聯(lián)網(wǎng)場景下，傳感監(jiān)控設(shè)備多，采樣率高，數(shù)據(jù)存儲要求高，超大數(shù)據(jù)規(guī)模存儲的問題。文件索引平臺的圖片、小文件、視頻的數(shù)據(jù)極大，文件索引為億級，該類數(shù)據(jù)通常只有新增、修改、讀取、刪除操作，分布式數(shù)據(jù)庫可以有效提高提