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引入 | 图解那些分布式数据库中的 DBMS ( m$ Q8 T# }7 z% E
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" r* B" a6 p% o+ i$ |) C. ` 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? ; C, H$ G: x# G1 ]; M4 \. V
- v7 `2 q! V$ L9 B 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 ~$ B" j' Q$ p 思考:
9 H5 G6 _ X$ V5 ?" m 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? 8 A( e9 [/ z* Q7 W+ C3 V2 J
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?
* M! F& D! A0 O3 `! _0 G 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?
: N# F- L/ N. n& o0 ?( n/ J 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......
" t& C, z# m2 \. l( U | 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...... $ h8 Z f* P' j) ^( [' i
现状:Oracle,ElasticSearch,MySQL 架构
G& j+ h2 O8 K& g9 D 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...... / l% N# R: [/ e3 m0 n4 c
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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) + S: R& g2 f8 e
MySQL:
- O, H& F( v& Z( p 备份数据库命令:
p" |, G7 e' n! S* |" ~6 I; S mysqldump -u root -p 数据库名 > /home/user/2021.12.26.sql;0 h2 D. P# b9 i9 y9 _
( ~; [( {/ J" Z! |& } 只需导出表结构: : T6 F( U8 Y4 w/ K: [7 @1 c x
mysqldump -u applyun -p -d bi > /home/applyun/bi.sql; b s4 q# t2 k9 y
, o8 z7 I o) P 数据库迁移导入:
2 M m5 ^; y% O4 D3 _ mysql -u root -p 数据库名 < /home/user/2021.12.26.sql;
8 l& O# y9 e9 W) S. |1 _ 5 Y) n/ Q4 q! V+ i
Oracle: 5 `* R) w0 l/ b6 d" `8 I
数据库迁移导入:
& f+ W8 b+ c$ x0 U" | imp yd_dev_tmp/user@ip/orcl file=/home/oracle/xxx.dmp ignore=y full=y;* i( W3 [% j' E( x& n9 E @3 Q
" c3 u! Z Y. K2 \3 |8 T
" @- @, b9 I" C& d' H 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) + {. F# I2 P, c4 b. f
猜想:
3 f+ A- O0 z2 {$ f3 u: x, o 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...... ! O9 F4 F0 A( }; @5 m9 ^% i- X' @
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
; y. K7 D2 k2 b 构思:
2 e; z% p9 F4 j! n% D, { 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)。 ' k( G u$ _2 |4 Q
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。
9 a: o, \3 `. F- r: U 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?
% c% r; d9 T7 x1 n: Y7 ~3 r 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?
% [1 I0 T' S" s( y( C8 w7 G# u( j 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。
7 {& @# a! M$ p' c$ P2 B 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。 2 y. B9 [5 J; m9 W- X
, q* a' Y4 F7 h+ {+ F* A 再谈经典,
! B. B" I$ l; j2 W) a Google 三驾马车,在分布式系统工程实践领域: , `: g# y& Y* @ h4 C# V
《Google File System》、《Google MapReduce》、 1 C4 z8 k B1 F2 c. ]9 T. p
《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. + r5 Q$ L. W: ^5 V$ k) D: 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。 " r( I. ?1 G4 k4 J |5 a
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。 x; y: G1 N3 ~+ l7 c; O1 E
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)。 # u9 @$ y; f; M& Q
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? # I3 R- S, ^! X3 d' J1 I* g7 E
OceanBase-中国第一款自主研发的分布式数据库(简称OB) $ E& P* k$ _0 r2 l$ ]# j
企业级分布式关系数据库
9 i$ l* q! f1 m a)数据强一致
' r8 H& b7 b; M2 P# n3 b7 ]( \ b)高可靠
; F H; u! W, _9 f( K% | 分区-副本机制 5 ~% [3 r, i. E& y. U1 Z( \. R u
c)高性能 : t* N& D7 f/ y2 R" Q
Paxos协议,在数据强一致的情况下,具有极高的可用性及性能 : R) T7 G# X+ u* S/ R
d)在线扩展
& j( R2 X5 \' d. }/ a* N4 @% c 当集群存储容量或是处理能力不足时,可以加入新的 OBServer
) ?9 i9 R X; @" x- {8 A' V D' @ e)高度兼容 SQL 标准和主流关系数据库 % G$ o/ Y- {6 M5 A* ]
f)低成本
' P- Y* a p- h: ]% a. g; M% e CPU、操作系统、数据库 + }+ y* v+ u. G! w+ c4 h
如何既兼顾处理 TP 场景的能力,又具备 AP 场景的分析能力?
- `/ ?& g: A% e; z, q; {4 w 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...... 1 L' @. F1 O: Z$ H
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? $ x. ]9 u3 }$ T( e5 w
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...... ) o# [* D9 @( ~* m `! w) l* j
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