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國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)OceanBase自白第二季之目標(biāo)、差距、優(yōu)勢(shì)、機(jī)會(huì)

時(shí)間:2023-03-13 07:38:01 | 來(lái)源:電子商務(wù)

時(shí)間:2023-03-13 07:38:01 來(lái)源:電子商務(wù)

大家好,我是OceanBase,截至2021年2月21日,我最新版本是3.1.2,通過(guò)官網(wǎng)地址可以下載,https://open.oceanbase.com/softwareCenter/community ,依然是社區(qū)版和企業(yè)版,兩者都是同樣的內(nèi)核處理引擎,但是商業(yè)版提供更多的功能服務(wù)和技術(shù)支持,保障你生產(chǎn)集群穩(wěn)定健康的運(yùn)行,當(dāng)然喜歡白嫖的同事可以使用社區(qū)版,免費(fèi)的東西也很香。3.1.2帶來(lái)新來(lái)的新特性對(duì)已經(jīng)存在的工具OCP【面向運(yùn)維人員使用】、ODC【開(kāi)發(fā)者打造的圖形化應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具】、OMS【為企業(yè)應(yīng)用遷移打造的圖形化數(shù)據(jù)遷移工具】?jī)?yōu)化升級(jí),根據(jù)用戶反饋過(guò)來(lái)數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)我們后臺(tái)研發(fā)討論達(dá)成一致做出的細(xì)節(jié)優(yōu)化,希望可以提升各位工程師的使用體驗(yàn)和操作手感。

緊接國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)OceanBase自白第一季主題自我介紹,這次國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)吐嘈大會(huì)第二季我的主題是目標(biāo)、差距、優(yōu)勢(shì)、機(jī)會(huì)。雖然我們?cè)?jīng)在內(nèi)部把Oracle替代下來(lái),但是Oracle依然強(qiáng)大,根據(jù)dbegnine的數(shù)據(jù),近十年Oracle一直長(zhǎng)居霸榜第一名。Oracle不止在中國(guó)很強(qiáng)大,在世界上也很強(qiáng)大,它的品牌意識(shí)已經(jīng)根植人心,所謂知彼知已百戰(zhàn)百勝,我們對(duì)Oracle做了一些調(diào)研概括同時(shí)也對(duì)自己的分布式技術(shù)發(fā)展進(jìn)行剖析,綜合比較,有助于進(jìn)步。

認(rèn)識(shí)

Oracle的技術(shù)革命迭代可以分為三個(gè)階段.

Oracle三個(gè)階段的發(fā)展,由始至終立足于一個(gè)單體數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)之上,即使使用RAC也是立足于集中式的架構(gòu)之上,由頭到尾,它沒(méi)有考慮數(shù)據(jù)分片,把硬盤IO分散在若干個(gè)節(jié)點(diǎn)之上,它對(duì)IO提出更高的要求。19c版本中,ADG中的備庫(kù)支持DML操作,顛覆傳統(tǒng)的主寫備讀概念,把讀寫分離功能根據(jù)實(shí)際承受壓力,當(dāng)備節(jié)點(diǎn)休閑,會(huì)把過(guò)多的寫請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到備節(jié)點(diǎn),提高資源利用率,充分榨干單機(jī)的IO空間。 集中式架構(gòu)中RAC一般搭配存儲(chǔ)隊(duì)列,通過(guò)硬件例如DS8000提高IO吞吐能力。為了提升IO處理能力,它研發(fā)了In-Memory技術(shù),使用了In-Memory功能之后,數(shù)據(jù)庫(kù)consistent gets和cost消耗可以比以前快很多。

單機(jī)和集中式的架構(gòu)也有天然的好處,那就是穩(wěn)定性、可靠性、健壯性,所有的信息都同一個(gè)主體傳播。不需要擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)傳播后的不穩(wěn)定性以及不確定性,而你需要使用2pc以及日志手段、復(fù)雜協(xié)議保障信息一致性。Oracle的偉大之處,把單機(jī)比喻為一個(gè)小島,一直以來(lái),它勤勤懇懇在小島播種,精益求精利用每一分土地空間,21c又融入?yún)^(qū)塊鏈的功能進(jìn)去,至今最新Oracle的安裝包2G左右,相對(duì)Mysql體積大了幾倍,但是它卻是放之四海皆標(biāo)準(zhǔn)的全球車。

oracle日本豐田、本田的燃油車的機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展了幾十年,我們國(guó)產(chǎn)車有沒(méi)有超越他們的可能性?我們從機(jī)械技術(shù)出發(fā)比他們要晚30年,無(wú)論是專利、設(shè)計(jì)、人才、經(jīng)驗(yàn)我們都與他們巨大的距離。國(guó)產(chǎn)車燃油車當(dāng)然天天進(jìn)步,但是從市場(chǎng)的響應(yīng)來(lái)說(shuō),從客戶感受來(lái)看,目前國(guó)產(chǎn)車燃油車能用,沒(méi)有大問(wèn)題,但是總有很多小問(wèn)題。

我們想超越日系車,我們只能走另外一條賽道,那就是新能源技術(shù)路線,在電能的技術(shù)驅(qū)動(dòng)上,大家基于相同的起跑線,我們更有希望。事實(shí)上,中國(guó)在電能車的技術(shù)在世界居于領(lǐng)先地位,主要由于我們的研究早、投入資源多。 同理,Oracle的9i花了10年實(shí)現(xiàn)品牌產(chǎn)品的可用性,Oracle的11g花了10年塑造產(chǎn)品品牌的穩(wěn)定性和健壯性,Oracle的21c打造了產(chǎn)品品牌的平臺(tái)化建設(shè)能力,整整30年的距離,國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)要走出困境,擺脫國(guó)外產(chǎn)品的籠罩的陰影,必須走另外一條路徑,只能走分布式技術(shù)路線。

第一代分布式技術(shù)

阿里是國(guó)內(nèi)不多最先接觸分布式技術(shù)的企業(yè)之一,由于業(yè)務(wù)流量激增,我們要找更好的解決方案,最早的分布式技術(shù)可以追溯到數(shù)據(jù)庫(kù)中間件。經(jīng)典代表作品cobar、TDDL等等,數(shù)據(jù)庫(kù)中間件架構(gòu)圖如下

數(shù)據(jù)庫(kù)中間件是分布式技術(shù)發(fā)展的初級(jí)階段,DBMS全稱是data base manager system,即數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),中間件負(fù)責(zé)統(tǒng)一輸入和統(tǒng)一輸出,主要司職負(fù)載均衡、讀寫分離、SQL解析、結(jié)果歸并、排序分組,其實(shí)中間件是一個(gè)不成熟的管理系統(tǒng),為了豐富功能,有時(shí)我們會(huì)額外加上監(jiān)控組件、元數(shù)據(jù)組件,對(duì)底下的真正的DBMS的DataServer進(jìn)行管理,DataServer的數(shù)據(jù)活動(dòng)范圍基于自身的MS(管理系統(tǒng))對(duì)外服務(wù) ,DataServer可以是MySQL或者PostgreSQL。中間件必須與各個(gè)DataServer的MS交互,囿于兩者管理系統(tǒng)不同,所以動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理有很多約束和限制,表現(xiàn)為中間件集群需要增加的數(shù)據(jù),涉及全部數(shù)據(jù)重新分布,如何保障新節(jié)點(diǎn)分?jǐn)偤线m的數(shù)據(jù)?中間件集群其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)壓力過(guò)大,如何把壓力轉(zhuǎn)移到其它節(jié)點(diǎn)上面?復(fù)雜SQL事務(wù)如何寫入集群,并保障可以回滾。DataServer的不同版本意味著中間件要適配應(yīng)對(duì),增加中間件的開(kāi)發(fā)維護(hù)復(fù)雜性。

第二代分布式技術(shù)

第二代分布式技術(shù)以谷歌的Bigtable產(chǎn)品做代表,Hbase是Bigtable的開(kāi)源產(chǎn)出,Hbase一般是做OLAP的一對(duì)一的業(yè)務(wù)場(chǎng)景,谷歌里面Bigtable主要用來(lái)單行事務(wù)的OLTP場(chǎng)景。

第二代分布式技術(shù)的亮點(diǎn)是統(tǒng)一了所有的DataServer,通過(guò)一個(gè)MS對(duì)所有的DB進(jìn)行管理,解決第一代分布式存儲(chǔ)的痛點(diǎn)問(wèn)題,但是它也存在如下缺點(diǎn),
1.管理功能不完善,它沒(méi)有SQL工具,讓傳統(tǒng)DBA體驗(yàn)不友好。
2.并發(fā)度不夠高,只有一個(gè)數(shù)據(jù)副本同時(shí)提供讀寫服務(wù),無(wú)法滿足激增的業(yè)務(wù)需求。
3.數(shù)據(jù)高可用性,當(dāng)一個(gè)tablet server宕掉,其它存活的tablet server再?gòu)奈募到y(tǒng)里面讀取數(shù)據(jù),需要一點(diǎn)時(shí)間加載,在線實(shí)時(shí)服務(wù)能力有待提高。

第三代分布式技術(shù)

第三代分布式技術(shù)以谷歌的Megastore產(chǎn)品為代表。Megastore是基于Bigtable的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的,功能上多了SQL,通過(guò)Megastore可以使用SQL語(yǔ)言操作數(shù)據(jù)庫(kù)。性能上的性能通過(guò)多副本的方式,即同一個(gè)數(shù)據(jù)有三個(gè)副本,分別位于不同的Bigtable實(shí)例,根據(jù)不同副本的不同版本的數(shù)據(jù)狀態(tài),Megastore通過(guò)復(fù)制服務(wù)器、協(xié)調(diào)者、Megastore客戶端實(shí)現(xiàn)不同時(shí)候的數(shù)據(jù)讀寫。三個(gè)組件角色分工如下

Megastore客戶端: 提供Megastore到應(yīng)用的接口,應(yīng)用通過(guò)客戶端操作Megastore的實(shí)體組。Megastore系統(tǒng)大部分功能集中在客戶端,包括映射Megastore操作到Bigtable,事務(wù)及并發(fā)控制,基于Paxos的復(fù)制,將請(qǐng)求分送給復(fù)制服務(wù)器,通過(guò)協(xié)調(diào)者實(shí)現(xiàn)快速讀等。
復(fù)制服務(wù)器:接受客戶端的用戶請(qǐng)求并轉(zhuǎn)發(fā)到所在機(jī)房的Bigtable實(shí)例,用于解決跨機(jī)房連接數(shù)過(guò)多的問(wèn)題。
協(xié)調(diào)者: 存儲(chǔ)每個(gè)機(jī)房本地的實(shí)體組是否處于最快狀態(tài)的信息,用于實(shí)現(xiàn)快速讀。

并發(fā)控制上,Megastore提供了三種讀取模式:最新讀取、快照讀取、非一致讀取。



在索引的設(shè)計(jì)上,Megastore對(duì)于多個(gè)Bigtable實(shí)例里面的tablet 數(shù)據(jù)分片,若干個(gè)tablet 數(shù)據(jù)分片用一個(gè)實(shí)體組包圍起來(lái)進(jìn)行管理。索引主要分為局部索引和全局索引,局部索引指向的數(shù)據(jù)在實(shí)體組內(nèi),全局索引指向的數(shù)據(jù)在實(shí)體組外。從管理層面來(lái)看,數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)傳輸控制的細(xì)粒度控制能力,用人話來(lái)說(shuō),將數(shù)據(jù)庫(kù)比喻成中國(guó),尋找住在皇后大道東綠岸苑8街5號(hào)2402的李二狗,局部索引打的標(biāo)簽可能是廣東省或者香港,如果廣東省找不到去香港里找,全局標(biāo)簽打的標(biāo)簽是自治區(qū),它會(huì)從香港或者澳門 兩個(gè)可能性地方去找。沒(méi)有局部索引比全局索引快,或者全局索引比局部索引快的說(shuō)法。

第四代分布式技術(shù)

第四代分布式技術(shù)以谷歌的Spanner產(chǎn)品為代表。Spanner并不是基于Megastore之上建設(shè)的,而是從零開(kāi)始建設(shè)的,卻具有Megastore所有的功能和性能。為了事務(wù)精準(zhǔn),Spanner引入True time的概念,但是筆者認(rèn)為Spanner最大的變化架構(gòu)管理上的變化。Spanner引進(jìn)Zone資源管理技術(shù)對(duì)集群管理,所有的PC服務(wù)器打上一個(gè)標(biāo)簽,分派指定的zone。一般集群有三個(gè)zone,zone結(jié)構(gòu)決定業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心解決方案偏好。

zone將資源伸縮性發(fā)揮到極致靠以下三步,第一步把所有的PC服務(wù)器打上ZONE標(biāo)簽 ,聲明類別,第二步把所有的PC服務(wù)器的CPU、內(nèi)存都匯成一個(gè)巨大的資源池,第三步資源池分一塊出來(lái)與租戶或者相關(guān)實(shí)體組進(jìn)行綁定。Oracle對(duì)標(biāo)的數(shù)據(jù)庫(kù)廠商中, spanner是少數(shù)不多能拿平臺(tái)租戶管理的功能屬性與PDB進(jìn)行對(duì)比。下面是Spanner的架構(gòu)組件介紹。

再來(lái)一張關(guān)于我的架構(gòu)圖,看起來(lái)是不是差不多,我的是去中心化架構(gòu),每個(gè)節(jié)點(diǎn)的角色之間人人平等。root service相當(dāng)于管理服務(wù),至少三個(gè)隱匿集群節(jié)點(diǎn)上,提供Placement Drvier、zonemaster的功能。
ob proxy: 提供獲取數(shù)據(jù)的位置信息服務(wù)。客戶端需要通過(guò)它才能夠知道數(shù)據(jù)由哪個(gè)ob server服務(wù)。
ob server: 提供具體的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。

我們用一個(gè)故事概括4代分布式技術(shù)的發(fā)展。一個(gè)大國(guó)征服了十個(gè)小國(guó),將十個(gè)小國(guó)收納旗下,仍然保留十個(gè)小國(guó)的自治管理功能力,十個(gè)小國(guó)的軍隊(duì)只對(duì)小國(guó)國(guó)王馬首是瞻,每個(gè)小國(guó)有各自所屬的管理制度,那么大國(guó)要指揮小國(guó)軍陣,必須經(jīng)過(guò)小國(guó)的規(guī)矩流程。這是數(shù)據(jù)庫(kù)中間件!另一個(gè)方案,大國(guó)統(tǒng)一管理撤掉小國(guó)政府,改立自治區(qū),由中央統(tǒng)一管理,開(kāi)始收編 所有的軍隊(duì),軍隊(duì)以分片為單位,利于跨國(guó)傳輸。第三代分布技術(shù)為了強(qiáng)大的軍事實(shí)力,同樣一個(gè)精銳軍隊(duì),在其它地方有兩個(gè)相同的精銳軍隊(duì),將三個(gè)軍隊(duì)對(duì)RAFT或者PAXOS編組并對(duì)外開(kāi)放,如果同一個(gè)組就是局部索引 ,如果跨組就能全局索引。第四代分布是架構(gòu)管理上重新整頓,以前是自治區(qū),現(xiàn)在是省、市、鎮(zhèn) 、區(qū)的細(xì)粒度資源管理按下劃分,從ZONE開(kāi)始決定省區(qū)域【不同的服務(wù)器打上不同的標(biāo)簽 】,按市【不同租戶得到不同的資源】、按鎮(zhèn)【不同的數(shù)據(jù)庫(kù)和表得到的資源】、通過(guò)省、市、鎮(zhèn)、區(qū)的層次級(jí)圍繞用戶使用、訪問(wèn)、權(quán)限做細(xì)粒度的管理。

優(yōu)勢(shì)

我現(xiàn)在的運(yùn)營(yíng)公司奧星貝斯雖然2020年06月01日成立,但是15年前我們很早就開(kāi)始投入研究分布式技術(shù)并應(yīng)用于生產(chǎn),最早的淘寶流量突飛猛進(jìn),給系統(tǒng)嚴(yán)重的負(fù)荷,我們通過(guò)各種技術(shù)減壓降流,其中一個(gè)利器就是分庫(kù)分表,我們對(duì)Oracle分庫(kù)分表,我們對(duì)MySQL分庫(kù)分表。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)底層代碼探索中,我們出了不少Oracle ACE,甚至我們掌握了MySQL源代碼,并能獨(dú)立對(duì)其代碼優(yōu)化,我們才有了心思做一個(gè)完全屬于自己的產(chǎn)品。我們最大的優(yōu)勢(shì)是基于多年的分布式技術(shù)沉淀,與世界分布式發(fā)展主流技術(shù)歷史幾乎并肩,甚至某些方面我們有創(chuàng)新超越。

第二個(gè)優(yōu)勢(shì),我們專心聚焦OLTP的領(lǐng)域 ,針對(duì)OLTP不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景有豐富的產(chǎn)品線。例如銀行業(yè)務(wù)場(chǎng)景并發(fā)度不高的情況 ,我們提供集中式與分布式的一體化設(shè)計(jì)解決方案。有些人質(zhì)疑現(xiàn)在全世界都搞云了,一體機(jī)是過(guò)去式了。我們的經(jīng)驗(yàn),集中式更能提供穩(wěn)定性、可靠性、健壯性,更符合金融業(yè)的安全要求。針對(duì)高流量的互聯(lián)網(wǎng)交易場(chǎng)景,我們提供完全分布式的解決方案,滿足業(yè)務(wù)不斷擴(kuò)張我的需求。針對(duì)數(shù)據(jù)分析的各種應(yīng)用場(chǎng)景,我們天生行列共存,當(dāng)數(shù)據(jù)生產(chǎn)后,我們可以馬上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行消費(fèi)分析。如果特列復(fù)雜的業(yè)務(wù)場(chǎng)景例如拉鏈,我們有專屬的生態(tài)工具ETL到另外一個(gè)地方重新建模。針對(duì)大型智慧的智慧城市應(yīng)用集群,我們提供ZONE多租戶管理能力的解決方案,保障計(jì)算資源輸出穩(wěn)定。針對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)機(jī)器實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)時(shí)序業(yè)務(wù)場(chǎng)景,我們提供OceanBase CeresDB產(chǎn)品級(jí)解決方案。

第三個(gè)優(yōu)勢(shì),我們的案例用戶包括中國(guó)工商銀行、中國(guó)建設(shè)銀行、中國(guó)民生銀行、中國(guó)人壽、中國(guó)人民保險(xiǎn) 、中華保險(xiǎn)、南京銀行、西安銀行、天津銀行、云南紅塔銀行、廣東農(nóng)信、招商證券、浙商證券、網(wǎng)商銀行、中國(guó)移動(dòng)。。。。。等等,還有更多。重視信息安全的企業(yè)選擇我們,追求敏捷性能的企業(yè)選擇了我們,需要靈活的資源苛刻的央企選擇了我們。

機(jī)會(huì)

解決思想,實(shí)事求是,空談?wù)`國(guó),實(shí)干興邦。機(jī)會(huì)從來(lái)是留給做好腳踏實(shí)地的人,近幾年國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的浪潮,只能說(shuō)明國(guó)家鼓勵(lì)企業(yè)試水國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)。打鐵還需自身硬,望著前方的目標(biāo),只有客觀認(rèn)識(shí)差距,自己哪里不足,哪里還需要加強(qiáng),才能拉近我們的距離。向OpenGauss學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)他們的庫(kù)內(nèi)AI處理能力,向TiDB學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)他們一直排在第一的所有的因素,向Oracle學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)他們的工匠的精神,十年如一日打磨同一個(gè)產(chǎn)品【從12C到19C】,我是OceanBase,謝謝大家。

關(guān)鍵詞:目標(biāo),差距,優(yōu)勢(shì),機(jī)會(huì),數(shù)據(jù),國(guó)產(chǎn),自白

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