數(shù)據(jù)庫(kù)容器化如何保障IO性能要求

數(shù)據(jù)庫(kù)容器化是一個(gè)近幾年比較流行的一個(gè)話題，之前容器主要用于承載無(wú)狀態(tài)的應(yīng)用環(huán)境，對(duì)IO要求不高。數(shù)據(jù)庫(kù)容器化以后不僅有狀態(tài)，而且如何保障IO性能要求是一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題。本文基于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)解決IO問(wèn)題方法出發(fā)，探討數(shù)據(jù)庫(kù)容器化后如何保障IO性能要求。圍繞數(shù)據(jù)庫(kù)容器化以后是否可以參照傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)解決IO問(wèn)題、支持哪些存儲(chǔ)方式以及哪些方式適合生產(chǎn)使用，在IO方面對(duì)于高并發(fā)高吞吐的存儲(chǔ)方式的選擇，實(shí)際使用中數(shù)據(jù)庫(kù)容器的存儲(chǔ)規(guī)模選擇、數(shù)據(jù)庫(kù)的架構(gòu)類型等方面進(jìn)行分析，具體如下：一、數(shù)據(jù)庫(kù)容器化以后是否可以參照傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)解決IO問(wèn)題數(shù)據(jù)庫(kù)容器化以后邏輯存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)相比并沒(méi)有發(fā)生變化，因此對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)容器化以后IO的設(shè)計(jì)優(yōu)化思路依然可以參照傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)于高IO的要求，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)主要是通過(guò)外置存儲(chǔ)和采用高性能的存儲(chǔ)介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。二、數(shù)據(jù)庫(kù)容器化以后支持哪些存儲(chǔ)方式以及哪些方式適合生產(chǎn)使用容器存儲(chǔ)主要有三種方式：內(nèi)部存儲(chǔ)、宿主機(jī)本地磁盤(pán)存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程卷存儲(chǔ)。（1）內(nèi)部存儲(chǔ)在容器啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)生成，作為容器的讀寫(xiě)層會(huì)在容器銷毀時(shí)自動(dòng)銷毀，類似于主機(jī)的內(nèi)存，在主機(jī)宕機(jī)時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)消失，建議不要在生產(chǎn)環(huán)境中使用，此方案僅為快速測(cè)試使用。（2）宿主機(jī)本地磁盤(pán)存儲(chǔ)可以理解為容器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在宿主機(jī)本地，創(chuàng)建簡(jiǎn)單，無(wú)需增加額外資源，缺點(diǎn)時(shí)無(wú)法在不同節(jié)點(diǎn)間漂移，不建議在生產(chǎn)環(huán)境使用，可以在開(kāi)發(fā)環(huán)境使用節(jié)約資源。（3）遠(yuǎn)程卷存儲(chǔ)類似于SAN存儲(chǔ)，推薦用于生產(chǎn)環(huán)境，可以使存儲(chǔ)在不同節(jié)點(diǎn)漂移，使生產(chǎn)環(huán)境具備高可靠性，分布式存儲(chǔ)卷包括Ceph、GlusterFS等。三、在IO方面對(duì)于高并發(fā)高吞吐的存儲(chǔ)方式的選擇容器存儲(chǔ)選擇分布式存儲(chǔ)還是集中式存儲(chǔ)，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求來(lái)決定。一般來(lái)說(shuō)，分布式存儲(chǔ)相比集中式存儲(chǔ)，具有以下優(yōu)勢(shì)：可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源的彈性擴(kuò)展和動(dòng)態(tài)調(diào)度，適合云原生和容器化應(yīng)用；可以提供高并發(fā)和高吞吐的數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能，適合海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；可以支持多種存儲(chǔ)功能，如塊存儲(chǔ)、文件存儲(chǔ)和對(duì)象存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)；可以利用標(biāo)準(zhǔn)化硬件和開(kāi)源軟件，降低存儲(chǔ)成本和運(yùn)維復(fù)雜度。但是，分布式存儲(chǔ)也有一些局限性，例如：數(shù)據(jù)訪問(wèn)延遲相對(duì)較高，不適合對(duì)低延遲有嚴(yán)格要求的場(chǎng)景；數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制相對(duì)復(fù)雜，需要使用多副本或糾刪碼等技術(shù)；系統(tǒng)架構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，需要考慮數(shù)據(jù)一致性、容錯(cuò)性、負(fù)載均衡等問(wèn)題。因此，如果應(yīng)用場(chǎng)景是核心數(shù)據(jù)庫(kù)、高IOPS、低延時(shí)、強(qiáng)一致性等要求，那么集中式存儲(chǔ)可能更適合；如果應(yīng)用場(chǎng)景是云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)分析等海量數(shù)據(jù)需求，那么分布式存儲(chǔ)可能更適合。四、實(shí)際使用中數(shù)據(jù)庫(kù)的架構(gòu)選擇、數(shù)據(jù)庫(kù)容器的存儲(chǔ)規(guī)模選擇建議1、數(shù)據(jù)庫(kù)的架構(gòu)選擇業(yè)務(wù)剛開(kāi)始我們只用單機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)就夠了，但隨著業(yè)務(wù)增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)規(guī)模和用戶規(guī)模上升，這個(gè)時(shí)候數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)面臨IO瓶頸、存儲(chǔ)瓶頸、可用性、安全性問(wèn)題。因此規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)IO時(shí)首先要了解我們的業(yè)務(wù)情況，選擇合適的數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)，從源頭上解決IO瓶頸。2、數(shù)據(jù)庫(kù)容器的存儲(chǔ)規(guī)模選擇建議（1）考慮存儲(chǔ)的安全和生命周期目前生產(chǎn)存儲(chǔ)的生命周期一般為五年，根據(jù)用戶的實(shí)際情況及業(yè)務(wù)類型建議使用過(guò)程中盡量規(guī)劃多套存儲(chǔ)，每套存儲(chǔ)的功能要求要根據(jù)未來(lái)多中心部署要求的數(shù)據(jù)同步能力進(jìn)行確定，滿足三年的容量需求，保證底層存儲(chǔ)的安全和故障域的范圍。（2）數(shù)據(jù)庫(kù)部署密度不宜過(guò)大生產(chǎn)環(huán)境業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的響應(yīng)要求極高，單計(jì)算節(jié)點(diǎn)規(guī)劃的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)量過(guò)大，在資源設(shè)置時(shí)如何應(yīng)對(duì)峰值、如何兼顧業(yè)務(wù)的等級(jí)特性，都需要較長(zhǎng)時(shí)間的摸索，