在云時代，一切變化皆有因。

許多年以前，傳統數據庫一統天下，企業(yè)用戶的核心應用也是基于這樣的底層而構建，集中式架構代表著一個時代。

現在，云計算深入各行各業(yè)，來自公共云供應商層出不窮的創(chuàng)新，也在數據庫領域開拓出來了一片新天地，以分布式架構為代表的一個新時代，正在以前所未有的速度革新著全球數以千計、萬計的用戶。

而這一切的變化，皆來自企業(yè)用戶數字化轉型帶來的影響與結果。

All in Cloud，云原生數據庫生逢其時

在2019年3月，一則業(yè)內消息引發(fā)了我的注意，阿里云POLARDB成為業(yè)內首個兼容Oracle的云原生數據庫，并為企業(yè)用戶提供多樣化的數據庫解決方案，以此方便企業(yè)用戶將其應用程序遷移和部署到云上。

阿里云在數據庫領域的激流勇進，足顯公共云供應商在滿足企業(yè)用戶需求上的努力與創(chuàng)新。

在企業(yè)All in Cloud時代，云原生數據庫兼具開源數據庫的易用、開放特點，以及傳統數據庫的管理和處理性能等優(yōu)勢，成為企業(yè)的首選。為了更好地滿足企業(yè)用戶對于云的需求，Oracle這樣的傳統數據庫廠商也在不斷走向云化，對于傳統數據庫廠商來說，邁向云計算的轉型中，自然少不了為傳統數據庫產品加入適應云計算的特性、功能與服務。

不過，以阿里云、AWS等公共云供應商的云原生數據庫激進派，卻已經在該領域打下了堅實的基礎。

早在2014年，AWS發(fā)布了全球首個云原生關系型數據庫Aurora。

阿里云緊跟其后，2017年，面向全球發(fā)布了自研的首個云原生數據庫POLARDB，然而性能卻在當時達到了Aurora的兩倍左右。

全球公共云供應商在數據庫領域的創(chuàng)新動力也令傳統數據庫廠商驚訝不已，公共云供應商基于分布式創(chuàng)新架構帶來的新機遇，互相在云原生數據庫領域你追我趕，也加速了云原生數據庫在更多行業(yè)領域的應用。

由此而來，作為企業(yè)IT系統的核心，數據庫在過去多年中發(fā)展趨于緩慢，在云計算大潮的推動下卻又呈現出一派勃勃生機。隨著企業(yè)數字化進程的加快，傳統數據庫固有的防線正在被一點點破裂，云原生數據庫生逢其時，也為企業(yè)用戶帶來了云時代特有的價值和應用創(chuàng)新動能。

讓存儲與計算分離，分布式數據庫解放新IT

在云時代數據成為企業(yè)用戶的資產的時候，云計算也就成為了企業(yè)新時期的新IT。

可是，企業(yè)用戶面臨數字化轉型的挑戰(zhàn)中，海量數據和海量并發(fā)帶來的難題再一次束縛了企業(yè)IT的生產力。

如何再一次解放IT生產力？那么這就必然需要一個有著天然分布式基因的底層數據庫來做強大的支撐，否則，這一切的發(fā)展都很難再繼續(xù)進行。

然而，想要推出這樣一款強大的分布式數據庫，必然也需要一個大規(guī)模應用場景來進行不斷的驗證與創(chuàng)新。

毋庸置疑，阿里已經擁有了一支全球頂級的數據庫團隊。研發(fā)能力強大的同時，加上應用場景的強大，從而讓阿里分布式數據庫得到了前所未有的發(fā)展。

比如多年以來阿里在雙11全球最高峰值的打磨下，也讓阿里巴巴在分布式數據庫架構經受住了嚴苛的實際考驗。

誰都知道像雙11這樣的場景，全球范圍內也是特例了，對于數據庫承載的數據規(guī)模和并發(fā)量，也十分驚人。

相對于傳統數據庫，阿里云分布式數據庫有著天然分布式的良好基因。

傳統數據庫采用單節(jié)點架構，存儲和計算綁定在一起，這對于當前企業(yè)用戶有著大規(guī)模應用與并發(fā)的場景下，很難適應得了。

分布式數據庫采用解耦合的共享存儲，通過RDMA網絡形成分布式共享存儲，可以實現一寫多讀共享存儲的模式。

共享存儲的是一份數據，不再針對分布式節(jié)點之間看數據狀態(tài)，目前分布式共享存儲還不能無限制擴展，阿里云只能十多個到二十個左右存儲節(jié)點的共享實現。

如果要更大擴展，就需要分庫分表，阿里云不需要對用戶業(yè)務邏輯做深度改造，原生分布式數據庫技術可以實現業(yè)務邏輯做最小改動，允許業(yè)務邏輯跨共享的查詢和事務處理，分布式事務、分布式查詢的優(yōu)化可以盡量減少對業(yè)務邏輯的改變。

阿里云POLARDB采用了存儲與計算分離的設計理念，數據庫計算節(jié)點和存儲節(jié)點之間采用高速網絡互聯，并通過RDMA協議進行數據傳輸，使得I/O性能不在成為瓶頸。

由此，分布式數據庫帶來了計算與存儲的分離，底層支撐的強大，自然為數字化轉型加速的企業(yè)用戶再一次解放了新IT的生產力。

POLARDB性能強大，源自背后推手的秘訣

POLARDB以分布式共享存儲架構為基礎，其中一個關鍵在于：使用了英特爾?傲騰?DC固態(tài)盤(SSD)和英特爾?3DNAND固態(tài)盤。

為了滿足企業(yè)用戶在公共云中的數據庫與數據遷移等應用需求，隨著阿里云POLARDB的創(chuàng)新，一種新的DBaaS模式也為企業(yè)帶來了云時代的便利。

當然，阿里云POLARDB的DBaaS模式采用了軟件定義的創(chuàng)新性，并使用了兩種SSD。一類SSD是來自英特爾?傲騰?DC固態(tài)盤，具有快速、低延遲的特點；另一類SSD也是來自英特爾?3DNAND固態(tài)盤，具有低成本、高容量的優(yōu)勢。

POLARDB有著如此優(yōu)秀的表現，必然少不了背后推手的秘訣。

進一步分析來看，POLARDB在軟件層將高速、高容量的英特爾?傲騰?DC固態(tài)盤和高吞吐量的英特爾?3DNAND固態(tài)盤結合起來，實現了一個混合型存儲層。這種采用兩類SSD相結合的方式，與存儲層只使用英特爾?3DNAND固態(tài)盤相比，整體性價比高出很多。由此，在這樣的混合型存儲層應用模式下，也讓企業(yè)從中受益匪淺。

為了實現卓越的存儲效率、高QoS、高IOPS、高吞吐量和始終如一的性能，POLARDB所有軟硬件設計均采用高可靠性、高可用性的云原生設計，從而也實現了高效協同，包含與底層英特爾?硬件的協同。

然而，POLARDB在采用了英特爾兩類SSD混合型應用模式后，其性能的強勁，卻在成本上也尤為突出。這樣的性能表現，只需要傳統內部部署的關系型數據庫大約一成的成本。

因此，英特爾?傲騰?DC固態(tài)盤和英特爾?3DNAND固態(tài)盤相結合，明顯有助于POLARDB降低用戶成本，優(yōu)化存儲性能。并且，英特爾?傲騰?DC固態(tài)盤幫助阿里云消除了數據中心存儲瓶頸，可容納更大、更經濟實惠的的數據集，加快了應用速度，降低了對延遲敏感的工作負載的事務成本，降低了POLARDB的數據中心總擁有成本(TCO)。

目前，企業(yè)用戶可以在每個POLARDB存儲節(jié)點都使用一個英特爾?傲騰?DC固態(tài)盤P4800X系列硬盤來快速創(chuàng)建日志記錄和索引。同時，可以使用若干英特爾?DC固態(tài)盤P4500系列硬盤來存儲數據。阿里云存儲性能開發(fā)套件(SPDK)將數據寫入每個英特爾?3DNAND固態(tài)盤的NVMe接口，而不必訪問同步的內存。

在部署英特爾?傲騰?DC固態(tài)盤之前，用戶的日志記錄和數據一并存儲在數據中心內基于NVMe的英特爾?固態(tài)盤上，需要訪問同步的內存。

可見，繞過同步的內存可以提高POLARDB的性能，降低延遲。

當然，對于企業(yè)用戶來說，采用POLARDB還有其他性能優(yōu)勢：

一是，使用基于融合以太網的RDMA(RoCE)網絡協議來降低延遲，減輕CPU負載，提高帶寬；

二是，借助軟件定義的堆棧繞過Linux*內核，可以讓POLARDB以用戶模式運行，有助于降低開銷；

三是，無需使用二進制日志，縮短了事務時間，降低了輸入/輸出(I/O)開銷。

不過，如今的阿里云POLARDB數據庫已經升級到了2.0版本，其性能也達到了一個新的高度。

POLARDB的2.0版本可以實現高達一百萬每秒輸入/輸出(IOPS)，而且只有毫秒級的延遲。POLARDB還可以在10分鐘內按需縱向或橫向伸縮。目前，POLARDB可以實現每一個節(jié)點做到100TB容量，讓跨區(qū)域、跨共享區(qū)的復雜度降低。相比之下，同類解決方案只能達到64TB。

與此同時，POLARDB在存儲容量和克隆操作上有著自動伸縮的優(yōu)越特性。而且，POLARDB與MySQL5.6和5.7完全向后兼容，這不僅彰顯了POLARDB性能的優(yōu)越性，同時也彰顯了對生態(tài)兼容的開放性。

展望阿里云POLARDB數據庫的未來發(fā)展，必然也是需要SSD技術廠商的長期持續(xù)不斷的合作，這樣更利于數據庫性能的極大發(fā)揮。

綜上所述，英特爾與阿里云等客戶密切合作，共同攜手，實現數據庫在云時代的創(chuàng)新，不斷幫助全球用戶改善企業(yè)數據庫的體驗，提升企業(yè)競爭力，實現數字化進程的加速。