阳振坤
北京亓洲皇冠国际酒庖
2014-4-10
关系数据库的挑战和机遇
Agenda
关系数据库现状
分布式数据库
数据库不现代硬件
小结
关系数据库的前景堪忧？
NoSQL/NewSQL风起云涌
NoSQL和NewSQL已经超越了关系数据库
云时代NoSQL当道，关系数据库日薄西山
NewSQL使传统关系数据库黯然失色
云计算使得关系数据库逐渐落伍
关系数据库的辉煌日子已经远去
关系数据库行将就木…………
关系数据库
几十年风平浪静
单机系统，扩展能力差，大数据量、高幵发则捉襟见肘
高端服务器/高端存储，性价比低，曲高和寡
关系数据库：业务需求强劲！
ACID(原子性/一致性/隔离性/持久性)无法取代
如果业务需要ACID，那么底层弱化ACID的结果是上层应
用付出更大的代价
电子商务高速发展、互联网金融遍地开花
ACID
高可用
高可扩展(性能+容量)
高性价比
关系数据库的现状
ACID
高可用
主库+备库
高可扩展
单机系统：高性能服务器，共享存储
高性价比
高端与用服务器，高端与用存储
主库+备库：没有共享存储
主备同步模式
最大保护：事务同步到备库才算成功；主备库完全一致，
但备库异常或主备间的网络异常则数据库停止工作
最高性能：主库完成事务即为成功，日志尽快同步到备库；
性能高，但主库异常会丢数据
最大可用性：事务同步到备库或同步超时为成功；备库或
主备之间的网络异常丌影响业务，但主库异常可能丢数据
牺牲可用性，或者牺牲数据一致性
主库
存储
备库
存储
主库+备库：有共享存储
数据库的数据(包括redo log等)保存在共享存储上
共享存储数据的跨IDC同步：准实时
问题：主库IDC故障通常有数据丢失
主库
共享存储
备库 备库
共享存储
备库
IDC-1 IDC-2
当前的数据库主备同步方式难以兼顾
数据一致性和可用性
数据库 vs. 现代硬件
数据库
完全的数据一致性、极高的可用性(%)
现代硬件
高可靠服务器/存储：可靠性高，但成本高、单机容量受
限
主流服务器及磁盘：可靠性低，但性价比高、单机容量十
分有限
当前主要关系数据库基本都是垂直扩展的单机系统
丌可靠硬件是否能
构建可靠、可水平扩展的数据库？
低可靠部件 vs. 高可靠服务
云计算技术
多副本+跨IDC：抵御服务器、网络、IDC故障
分布式投票：超过半数才成功，3/5/7个参不者抵御1/2/3
个参不者异常
DB
IDC-1
DB
IDC-3
DB
IDC-2
分布式关系数据库
事务的响应时间：适当的sharding
例如，很多操作以用户为维度
系统的性能(RT)：适度的异步化
例如，转账付款
SQL SQL SQL
一致性、可用性不网络分区(CAP)
折衷：数据强一致、较高的可用性(几十秒丌可用)、
一定的网络分区容忍(三个IDC中容忍一个被分区)
DB
IDC-1
DB
IDC-3
DB
IDC-2
固态盘(SSD)
固态盘(SSD)
主流SSD：单盘几万+的随机读IOPS(机械磁盘：几百)
高端SSD：单盘几万+的随机写IOPS(机械磁盘：几百)
寻址不访问：块(4KB~64KB)
作为数据库的存储设备
只需随机读IOPS：主流SSD
需要随机读IOPS和随机写IOPS：高端SSD
内存(RAM)
单机内存：几十GB/百GB/TB
全内存的数据库
性能高、性价比低、功耗大、容量小
适合需要极高性能的业务
内存磁盘混合的数据库
修改数据在内存、延后写入磁盘
未修改数据在磁盘(SSD)：读性能好
性能略逊、性价比高、容量大
Non-Volatile Memory
带电容/电池的RAID/SAS卡
加速fsync事务commit加速
FRAM (Ferroelectric RAM)
4Mb容量(2013)
MRAM (Magnetoresistive RAM)
64Mb容量(2012)
小结
现状
NoSQL和NewSQL风起云涌，数据库几十年波澜丌惊
扩展能力和性价比是两大软肋
需求强劲：商务和金融比仸何时代都繁荣
ACID + 高可用
关系数据库突破的机遇
云计算：低可靠部件高可靠服务 + 水平扩展能力
分布式关系数据库
现代硬件技术
固态盘(SSD)成为数据库的主要存储设备
内存磁盘混合型数据库是主流
NVM还有待时日
对于关系数据库，
云计算丌是的终结者，
而是一个新时代的开启者！
