云原生數(shù)據(jù)庫會(huì)是用戶們的真命天子么？

過去五十年里，數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品形態(tài)經(jīng)歷漫長的變遷與更迭。從大型機(jī)集成、封閉的數(shù)據(jù)庫服務(wù)，到小型機(jī)時(shí)代經(jīng)典的IOE數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，再到互聯(lián)網(wǎng)帶來的MySQL開源數(shù)據(jù)庫浪潮，直至云計(jì)算興起開啟了云數(shù)據(jù)庫的時(shí)代。

究其原因，數(shù)據(jù)庫的發(fā)展始終與用戶需求變遷緊密相關(guān)。如今，云原生數(shù)據(jù)庫又脫穎而出，不僅成為AWS、華為云等一眾廠商們力推的數(shù)據(jù)庫發(fā)展方向，更有望書寫數(shù)據(jù)庫市場的新格局。

從云數(shù)據(jù)庫到云原生數(shù)據(jù)庫，其中產(chǎn)生了哪些關(guān)鍵變化？為何數(shù)據(jù)庫廠商們紛紛瞄準(zhǔn)云原生數(shù)據(jù)庫？云原生數(shù)據(jù)庫會(huì)是用戶們的真命天子么？

面對(duì)種種疑問，華為云數(shù)據(jù)庫服務(wù)產(chǎn)品CTO莊乾鋒直言：“從用戶商業(yè)應(yīng)用需求的變化角度看，云原生數(shù)據(jù)庫會(huì)成為用戶必然的選擇?！?/p>

云原生數(shù)據(jù)庫為何備受關(guān)注

要了解云原生數(shù)據(jù)庫為何備受關(guān)注，首先需要知道云原生近年來巨大的影響力。

云原生，被認(rèn)為是以容器、微服務(wù)和DevOps等技術(shù)為基礎(chǔ)而建立的一套云技術(shù)產(chǎn)品體系，可以充分發(fā)揮云計(jì)算彈性、分布式等優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)快速部署、按需伸縮和靈活交付。可以說，云原生被認(rèn)為是云計(jì)算最重要的發(fā)展方向，也是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和上云的必經(jīng)之路。

如今，云原生技術(shù)已從單一容器技術(shù)發(fā)展到龐大的全?；圃夹g(shù)體系。以CNCF社區(qū)（云原生計(jì)算基金會(huì)）為例，經(jīng)過六年發(fā)展，其已經(jīng)囊括了數(shù)據(jù)庫、中間件等20多類的技術(shù)群。

那么，從云數(shù)據(jù)庫到云原生數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫到底有哪些不同？對(duì)此，莊乾鋒表示道，“云原生數(shù)據(jù)庫不再是簡單的資源供給，而是在架構(gòu)和技術(shù)上能感知應(yīng)用特征。云原生數(shù)據(jù)庫的一切設(shè)計(jì)圍繞用戶應(yīng)用需求出發(fā)，目標(biāo)是讓應(yīng)用能更智能、更高效地使用數(shù)據(jù)庫。”

事實(shí)上，云數(shù)據(jù)庫更像是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫按照云模式來提供的數(shù)據(jù)庫服務(wù)，存在諸如存儲(chǔ)空間浪費(fèi)、系統(tǒng)性能有限、業(yè)務(wù)應(yīng)用受限等缺點(diǎn)，并且這些缺點(diǎn)往往會(huì)在當(dāng)前新的業(yè)務(wù)場景中得到放大。以保險(xiǎn)行業(yè)為例，隨著互聯(lián)網(wǎng)保險(xiǎn)的興起，保險(xiǎn)公司的業(yè)務(wù)迅速從線下轉(zhuǎn)向線上，業(yè)務(wù)場景走向規(guī)?；?、碎片化和實(shí)時(shí)化，保險(xiǎn)公司業(yè)務(wù)隨時(shí)需要經(jīng)受考驗(yàn)，“水滴籌的一個(gè)熱點(diǎn)事件，可能就會(huì)瞬間給保險(xiǎn)公司巨大的業(yè)務(wù)量。因此，從商業(yè)上考慮，用戶也在逼著自己走向云原生數(shù)據(jù)庫?！?/p>

隨著企業(yè)上云成為大勢所趨，各大云服務(wù)商們最早意識(shí)到云原生數(shù)據(jù)庫的重要性，并且近年來紛紛推出相應(yīng)的云原生數(shù)據(jù)庫服務(wù)。其中，中國各大云服務(wù)商在市場中頗為搶眼，其中華為云又尤為表現(xiàn)突出。早在2019年，華為云就推出了云原生數(shù)據(jù)庫GaussDB for MySQL，并且進(jìn)行多項(xiàng)技術(shù)變革，使之成為市場的優(yōu)秀代表。

從2020年開始，華為云結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與行業(yè)實(shí)踐，又提出了云原生2.0理念，從理念層面、技術(shù)層面來推動(dòng)包括云原生數(shù)據(jù)庫在內(nèi)的云原生服務(wù)在傳統(tǒng)行業(yè)落地。據(jù)悉，針對(duì)用戶在電商秒殺大促、爆款游戲、政務(wù)核心業(yè)務(wù)、實(shí)時(shí)供應(yīng)鏈扥新業(yè)務(wù)場景帶來的各種訴求，華為云云原生數(shù)據(jù)庫GaussDB再次進(jìn)行架構(gòu)升級(jí)，以滿足各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新需求。

架構(gòu)升級(jí)帶來什么

如今，業(yè)務(wù)應(yīng)用的變化一日千里。

以大促為例，幾年前還是互聯(lián)網(wǎng)巨頭的專屬，如今則成為零售、垂直媒體、銀行等客戶的核心業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)不可預(yù)測性強(qiáng)、極端流量峰值高，相比于互聯(lián)網(wǎng)巨頭豐富的資源與人才配置，很多傳統(tǒng)企業(yè)并無太多經(jīng)驗(yàn)，面對(duì)時(shí)效性、可用性、混合負(fù)載、成本等一系列新挑戰(zhàn)而“捉襟見肘”。

在莊乾鋒看來，很多新的業(yè)務(wù)跟大促類似，真正從需求的角度推動(dòng)數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)變，具體而言就是以資源為中心到應(yīng)用為中心、從地域?yàn)橹行牡搅髁繛橹行模约皬呢?fù)載為中心到數(shù)據(jù)為中心，“云原生數(shù)據(jù)庫一能夠帶來極致彈性，讓用戶按需使用，二則安全可靠和易可擴(kuò)展，保障業(yè)務(wù)規(guī)?；陌踩\(yùn)行；三則是降低企業(yè)門檻，應(yīng)用在架構(gòu)設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)處理與切換等方面透明，滿足企業(yè)多元化需求。”

不僅如此，華為云GaussDB在幾大關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了迭代升級(jí)，包括NDPQ、ALT、HTAP和多模架構(gòu)等在業(yè)界中具備核心競爭力的技術(shù)，全面滿足用戶各種應(yīng)用場景的需求。

首先是NDPQ（Near-Data Processing）近數(shù)據(jù)并行查詢。云原生數(shù)據(jù)庫的存算分離架構(gòu)隨著業(yè)務(wù)規(guī)模的提升，計(jì)算與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)通信，往往會(huì)存在網(wǎng)絡(luò)帶寬和延遲的制約。為此，華為云GaussDB NDPQ采用近數(shù)據(jù)計(jì)算下推的設(shè)計(jì)，避免在分布式系統(tǒng)中移動(dòng)數(shù)據(jù)和大量網(wǎng)絡(luò)流量的產(chǎn)生，并讓數(shù)據(jù)處理在其所存儲(chǔ)的地方進(jìn)行，極大節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。

“目前NDPQ是華為云數(shù)據(jù)庫所獨(dú)有的特性，通過近數(shù)據(jù)計(jì)算下推+并行查詢，不僅可以將數(shù)據(jù)查詢性能發(fā)揮到極致，更可以極大提升數(shù)據(jù)庫的資源利用率?！鼻f乾鋒補(bǔ)充道。

其次是ALT（應(yīng)用無損透明倒換）。在數(shù)據(jù)庫日常進(jìn)行的主備倒換、小版本升級(jí)和規(guī)格變更時(shí)，可能會(huì)造成實(shí)際業(yè)務(wù)中用戶會(huì)話中斷，對(duì)于業(yè)務(wù)連續(xù)性造成一定的影響，而ALT則以用戶連接為顆粒度，當(dāng)用戶進(jìn)行主備切換、小版本升級(jí)或者規(guī)格變更時(shí)，系統(tǒng)可以打包用戶的會(huì)話上下文狀態(tài)，在達(dá)到安全的事務(wù)邊界后，確保會(huì)話上下文狀態(tài)被完整重放至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)并與原會(huì)話一一關(guān)聯(lián)保證業(yè)務(wù)持續(xù)性，不受各種操作的影響。

第三則是HTAP。眾所周知，隨著數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型場景的井噴，數(shù)據(jù)產(chǎn)生方式、規(guī)模、速度與過去大不同，數(shù)據(jù)消費(fèi)的人群、規(guī)模和場景豐富場景迅速增加，數(shù)據(jù)庫OLTP場景和OLAP場景開始加速融合，也推動(dòng)了數(shù)據(jù)庫HTAP架構(gòu)的崛起。與SAP HANA這種混合負(fù)載的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫不同，新一代的HTAP架構(gòu)數(shù)據(jù)庫具備顯著的特點(diǎn)就是分布式+云原生。以華為云GaussDB的HTAP架構(gòu)為例，將OLAP和OLTP能力深度融合、統(tǒng)一入口和自動(dòng)分流，達(dá)到數(shù)據(jù)準(zhǔn)實(shí)時(shí)一致，支持各種混合負(fù)載的應(yīng)用場景。

莊乾鋒表示：“當(dāng)前HTAP存在著各種技術(shù)路線，華為云則根據(jù)當(dāng)前用戶實(shí)際需求，打造了HTAP架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一入口和應(yīng)用透明，架構(gòu)在業(yè)界云廠商中具有領(lǐng)先性。”

最后則是多模態(tài)。當(dāng)前在很多業(yè)務(wù)場景中，用戶除了使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫能力之外，還會(huì)用到諸如圖數(shù)據(jù)庫、時(shí)序數(shù)據(jù)庫等能力，如果數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)換、導(dǎo)出，不僅容易產(chǎn)生安全問題，多套數(shù)據(jù)庫的維護(hù)和開發(fā)還將提升成本。因此，多模數(shù)據(jù)庫架構(gòu)統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問和維護(hù)接口，可以大幅簡化運(yùn)維和開發(fā)人員的工作，還能確保安全性。

以華為云云原生數(shù)據(jù)庫GaussDB的多模架構(gòu)為例，用戶既可以使用MySQL、PostgreSQL等SQL接口訪問數(shù)據(jù)庫，還可以使用Redis、MongoDB等NoSQL接口訪問，支持KV模型、時(shí)序模型和文檔存儲(chǔ)模型等，用戶可以自由地在不同的云數(shù)據(jù)庫之間遷移，滿足業(yè)務(wù)的多樣性需求和數(shù)據(jù)的自由流動(dòng)。

“華為云希望通過GaussDB架構(gòu)的升級(jí)，第一、Serverless化，真正讓用戶實(shí)現(xiàn)以應(yīng)用為中心，按需使用，TCO更低；第二、Regionless化，通過Global Database、全域分層式索引、全域一致性集群等技術(shù)，幫助數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)，滿足用戶因?yàn)闃I(yè)務(wù)地域性發(fā)展的需求，業(yè)務(wù)流量在哪里，GaussDB就能部署在哪里，迅速響應(yīng)客戶的業(yè)務(wù)需求；第三、Modeless化，簡化業(yè)務(wù)的復(fù)雜度，通過一個(gè)入口，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的透明，以及數(shù)據(jù)自由流動(dòng)?！鼻f乾鋒總結(jié)道。

全棧技術(shù)創(chuàng)新,華為云數(shù)據(jù)庫后勁十足

放眼全球，在開源和云的驅(qū)動(dòng)下，云原生數(shù)據(jù)庫正在迅速顛覆傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫市場。在中國市場，數(shù)據(jù)庫云化的趨勢正在加速。IDC最新數(shù)據(jù)顯示，2021全年中國關(guān)系型數(shù)據(jù)庫市場規(guī)模達(dá)到27.7億美元，同比增長36%；其中，公有云關(guān)系型數(shù)據(jù)庫規(guī)模達(dá)15.4億美元，同比增長49%，公有云模式占比提升至55.6%。

面向未來，云原生數(shù)據(jù)庫將成為市場競爭的持續(xù)焦點(diǎn)。Gartner 預(yù)測，到2025 年，基于云原生平臺(tái)的數(shù)字化業(yè)務(wù)比例將達(dá)到95%，將帶來云原生數(shù)據(jù)庫市場的快速增長。面對(duì)潛力如此巨大的市場，除了華為云等云服務(wù)商之外，亦有傳統(tǒng)老牌數(shù)據(jù)庫巨頭、各種初創(chuàng)數(shù)據(jù)庫公司加入競爭之中。

那么，華為云如何看待未來的市場機(jī)會(huì)，自身的競爭優(yōu)勢在哪里？

對(duì)此，莊乾鋒認(rèn)為，云原生數(shù)據(jù)庫將成為云上數(shù)據(jù)庫使用的標(biāo)準(zhǔn)模式，華為云在從用戶需求、全棧技術(shù)創(chuàng)新和開放生態(tài)三個(gè)角度發(fā)力，持續(xù)構(gòu)筑自身的核心競爭力，引領(lǐng)云原生數(shù)據(jù)庫市場的發(fā)展。

華為云首先會(huì)持續(xù)聚焦數(shù)據(jù)庫的主流生態(tài)，以用戶業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向進(jìn)行產(chǎn)品/服務(wù)的創(chuàng)新?！盁o論環(huán)境或者業(yè)務(wù)如何發(fā)展，全球用戶一定會(huì)走向云原生的時(shí)代。華為云核心思路就是打造符合市場發(fā)展規(guī)律和需求的具有競爭力的云原生數(shù)據(jù)庫?！?/p>

另外，華為云會(huì)聚焦數(shù)據(jù)庫全棧技術(shù)的創(chuàng)新。事實(shí)上，數(shù)據(jù)庫作為三大根技術(shù)之一，與其他技術(shù)緊密聯(lián)系。比如ARM服務(wù)器的興起、處理器走向多核化、SCM新介質(zhì)的興起、AI技術(shù)的融入等，進(jìn)一步要求廠商能夠具備全棧技術(shù)的創(chuàng)新能力，打造出更加優(yōu)秀的云原生數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。

不同于其他廠商，華為云正是業(yè)界少有的具備全棧技術(shù)能力的廠商。例如，基于內(nèi)存池的HTAP是一個(gè)重要的創(chuàng)新方向，它需要將內(nèi)存池技術(shù)和HTAP進(jìn)行結(jié)合，充分發(fā)揮軟硬件協(xié)同的能力，徹底解決內(nèi)存池化的各種數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)，而華為云云原生數(shù)據(jù)庫GaussDB已經(jīng)在該領(lǐng)域走在業(yè)界的前列；又如，利用AI技術(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的自動(dòng)駕駛也是業(yè)界重要的方向，華為云GaussDB融入AI技術(shù)，數(shù)據(jù)庫管理智能高效，具備自動(dòng)檢測、自診斷、自調(diào)優(yōu)和自運(yùn)維等功能。

第三則是開源開放，華為云攜手合作伙伴實(shí)現(xiàn)共贏。華為云將GaussDB單機(jī)主備核心能力開源，打造openGauss開放生態(tài)，積極同時(shí)對(duì)主流開源數(shù)據(jù)庫提供廣泛的支持，與合作伙伴一起為客戶提供創(chuàng)新數(shù)據(jù)庫解決方案，滿足用戶不同場景的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用需求。

信通院調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，80%以上的企業(yè)認(rèn)為云原生數(shù)據(jù)庫是未來的發(fā)展方向?？梢哉f，云原生數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成為燎原之勢，受到多個(gè)行業(yè)用戶的關(guān)注和使用。面向未來，隨著各行各業(yè)用戶數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入，新場景、新應(yīng)用所迸發(fā)出來的新需求，將會(huì)推動(dòng)云原生數(shù)據(jù)庫市場持續(xù)壯大，也會(huì)驅(qū)動(dòng)云原生數(shù)據(jù)庫成為數(shù)據(jù)庫市場的創(chuàng)新高地，而像華為云這種具備全棧創(chuàng)新能力、聚焦主流生態(tài)和用戶需求導(dǎo)向的廠商，有望迎來更大的舞臺(tái)。

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