开发者学堂课程【高校精品课-河海大学-云计算技术与应用：PaaS 及案例分析-阿里云数据库服务】学习笔记，与课程紧密联系，让用户快速学习知识。
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PaaS 及案例分析-阿里云数据库服务
内容介绍:
一、阿里云数据库产品总览
二、阿里云数据库产品线
三、云原生关系型数据库-PolarDB
四、云数据库典型应用场景
一、阿里云数据库产品总览
1、阿里云数据库产品总览
本讲的案例提供的数据库图及云数据库。所谓的云数据库是指优化或部署到一个虚拟计算机环境当中的数据库，可以实现按需付费、按需扩展、高可用性以及存储整合的优势。根据数据库类型一般会分为关系型数据库和非关系型数据库。特别是 NoSQL 数据库。因此本讲介绍阿里云数据库，重点介绍 aaS 关系数据库以及阿里云持供的原生的 PlarDB。
接下来进行阿里云数据库的介绍，重点介绍 RDS 和 PlarDB 。首先对阿里云数据库产品进行总结了解。
国际知名机构 Gartner 在2020年公布的2020年度全球数据库模拟象限评估结果。
下图为 Gartner 在2020年11月公布的评估结果，可以看到阿里巴巴进入了第一证明，此象限叫 LEADERS ， LEADERS 数据库里面的一证明，这也是阿里云数据库首次进入了第一证明，也是中国的数据库产品首次进入全球顶级数据库的行列。
Gartner 报告对阿里云的评价：阿里云拥有丰富的数据库种类覆盖度和完善的产品布局，为用户提供了多种关系型和非关系型数据库产品，还提供了混合云环境部署，同时集成了备份、数据迁移与同步等能力。阿里云在产品上具有强大的创新能力，其云原生分布式数据库 PolarDB 已全面应用于零售、电信、物流、金融等多个行业。
阿里云的数据库为企业提供了非常完善的产品线。除了关系数据库以外还有非关系数据库、分析型数据库、数据库的生态关系，通过产品的选择和搭建可以轻松满足高可靠、高可用性、高性能等一些数据库的需求。
运维的工作量也在大大的减小，所以阿里云能进入 Gartner 的报告的领导者的象限证明了阿里云在数据库管理和分析领域的产品能力和发展策略，已经在全球市场，已经处于第一个集团。
2、阿里云数据库产品总览——官方视频
通过观看阿里云官方视频对阿里云有一个总体的了解。
hi,这里是阿里云 ApsaraDB，一种稳定可靠、可弹性伸缩的在线数据库服务，它覆盖了包括 MySQL、Redis 等开源数据库在内的70%市场主流关键数据库在线引擎，数据在一个体系内流转并解决后期所有的分析问题。
不仅如此，ApsaraDB 基于飞天操作系统和全 SSD 盘高性能存储，性能指标全面领跑，帮您彻底解决运维平台弱，DBA 难招数据库性能差等难题。
无论是关系型数据库，MySQL、SQL、Server、PostgreSQL、PPAS。NoSQL 数据库：MongoDB、Redis、Memcache，还是数据分析性数据库：Greenplum、EMR、ApsaraDB 都能全面支持。不怕有海量结构化数据库存储和大并发业务，阿里云自研的 PB 级分布式数据库 PetaData 来帮忙搞定。
即使是最严苛的大规模应用场景下的挑战，金融级的 OceanBase 也能满足需求，现在只需轻点鼠标，即可拥有一台超大规模的实例，配置上它采用了60核CPU，470G超大内存，并支持每秒5万次的读写操作、高达10万以上的 QPS 并发查询。光靠硬件配置还不够，针对开源版本的数据库 MySQL、Redis、MongoDB、PostgreSQL、Greenplum，在源码底层做了改进，不但能修复版本漏洞，还在数据库性能上获得了3倍的提升。ApsaraDB 目前还支持免费全量数据热迁移，在不影响业务的情况下，实行无缝平滑迁移业务上云。平台性在开发层面倍感轻松，但自招一个专业的DBA 团队并不容易，拥有了 ApsaraDB，您就等于拥有全亚洲最顶级的数据库专家团队，再也不用烦心 DBA 难招的问题，汇集技术专家多年的实践经验，低成本也能享受顶尖企业同款的 DBA 服务，数据库专家服务不仅能为企业提供开源数据库源码定制等专属的个性化解决方案，应用性能诊断和调优方案，而且还可以驻场为企业应用进行性能和风险评估，参与数据压测演练，共同保障业务高峰期的平稳运行。省下的不仅是一个 DBA 团队，自动化运维更省心，通过自动化管理，可以节省繁琐的工作量和人力成本，让您更专注于业务发展，只需要5分钟您就可以轻松部署一个数据库，随时可验证备份的数据，无需担忧操作的失误，因为简单几步两年内的数据就可以恢复到秒级别。那再来看下，大家都关注的数据安全是怎样的，作为国内首个通过国家“等保三级”安全标准的数据库，同时具备10项国际安全认证的云数据库产品，ApsaraDB 在网络层支持专有网络（VPC）隔离了外部网络环境，而且数据加密上又有 SSL、TDE 双重加密功能双保险，从根本上保障您的数据安全。
除了用技术加密手段以外，始终坚持数据所有权绝对属于客户，云计算平台不得将这些数据移作它用，平台方有责任和义务帮助客户保障其数据的私密性、完整性和可用性。过去几年 ApsaraDB 不仅经受住了阿里巴巴业务的考验，更助于众多客户用好大数据。天弘基金余额宝将原有 Oracle 数据拆分为多个 RDS 实例，通过高并发集群计算能力，收益时间从24小时缩短到4小时。污染地图 APP 经过专家服务定制性优化查询效率提升50%以上，搭配 RDS 配置弹性升级，顶住了几十倍的业务压力。
ApsaraDB，推动企业打通数据流转，助力企业挖掘数据价值，底层的基础开发交给阿里云，ApsaraDB 更专注应用开发。通过此视频可以看出阿里云的数据库产品非常完备。
二、阿里云数据库产品线
1、整体的产品线
接下来看阿里云整体的产品线，可以看到在阿里云当中提供的关系型数据库、NoSQL 非关系型数据库、数据仓库、数据库生态工具、数据库专属集群。
重点看关系型数据库，关系数据库里面有一个 PolarDB 是阿里云原生的关系数据库，所以这是非常有代表性阿里云的产品，也是助力阿里云数据库进入到 Gartner 第一象限非常大的贡献者，除此之外还有云数据库 RDS，RDS 是阿里云里面关系数据库的代表，RDS 有很多产品，它分别支持MySQL 版、SQL Server 版、PostgreSQL、MariaDB TX 等。
PolarDB 除了是原生的数据库外还支持混合云的数据库。NoSQL 里面也有很多种，其中比较有代表性的是Redis数据库、MongoDB 数据库、Hbase 数据库，这些都是在大环境下非常有代表性的数据库，阿里云的这些产品都分别作提供。
除此之外，阿里云还提供了数据仓库包括云原生的数据仓库和 PostgreSQL 版的数据仓库等。阿里云还提供了数据库生态工具，数据库的生态工具主要是做一些辅助的数据传输服务 DTS、数据管理服务、数据库备份服务、数据库自治服务、数据库专家服务等等。这些产品线是非常齐全的。所以阿里云正是因为完备的产品线以及非常好的性能使得阿里云进入到全球数据库的领导地位。
2、阿里云数据库 RDS-官方视频
阿里云关系型数据库 RDS，阿里云提供了稳定可靠、可弹性伸缩的关系的云数据库 RDS，此数据库分别支持MySQL、SQL Server、PostgreSQL、
MariaDB 以及PPAS引擎具备比较好的容灾、备份、恢复、牵引方面的解决方案，详细的情况可以观看阿里云官方的视频介绍。视频内容如下：您还在使用自建数据库吗？要自建机房、采购设备、安装软件，还要不断投入运维管理。既费时又耗钱，赶快放弃传统的开发模式来使用阿里云的 RDS 吧。低成本、高性能、轻量运维且即买即用，随意变配。
RDS 是一种在线的关系型数据库服务在云端运行，基于阿里云飞天分布式操作系统和全 SSD 盘高性能存储，采用双机热备数据多副本冗余及自动备份机制，可支撑海量的结构化数据存储和高并发业务。在源码底层做了改进，使数据库的性能提升了3倍。RDS 提供了性能监控、异地容灾、主备库故障切换、数据备份与恢复等功能，保障了云数据库的安全性、稳定性和可靠性。RDS 便宜易用、可弹性伸缩，您不必购买硬件，无需安装软件，只要根据业务需求购买实例即可。同时，您也不必担心硬件规划问题，可根据业务压力随时调整 RDS实例的规格和容量，RDS 分为基础版、高可用版、集群版、三节点企业版四个系列。
支持 MySQL、SQL Server、PostgreSQL、PPAS、MariaDB 五种引擎。基础版采用存储与计算分离的单节点架构，高可用版采用一主一备的经典高可用架构，集群版采用一主一备和最多七个只读实例的集群架构，三节点企业版采用一主两备的三节点架构。每个系列都包含多种实例规格，每种规格都对应不同的最大 IOPS，可满足不同的业务需求。RDS 支持全量数据热迁移，在不影响业务的前提下可将业务平滑迁移至云上。RDS 通过自动化运维管理，可以简化繁琐的运维工作、节省人力成本，让您更专注于业务的发展。RDS 还支持读写分离功能，可弹性扩展数据库的读取能力。适用于有大量读请求的应用场景，应用端无需做任何改造。通常您只需四步就可以开始使用RDS，购买实例、设置白名单、创建数据库和账号、登录 RDS，若您的应用部署在其它地域的阿里云 ECS 或阿里云以外的系统上，您还需要一个外网地址。
RDS 使您可以在云中创建管理和扩展数据库，使繁琐的数据库管理工作变得简单便捷，现在就访问阿里云RDS控制台，创建您的第一个RDS 实例吧。可以看出有了阿里云RDS以后使用数据库会变的更加方便，维护起来也更加便捷.
3、阿里云数据库 RDS
接下来看整个的阿里云 RDS 的特点，首先它具有便宜易用，具有灵活计费、按需变配、即开即用的能力。第二性能高，包括参数优化、SQL 优化建议等。阿里的 RDS 非常方便。第三点它具有高可用架构和多种容灾方案使得数据更加安全。第四高安全性，提供多种安全措施保障数据安全。
阿里云数据库 RDS 使用的时候要经过以下五个步骤：首先创建实例，在阿里云的控制台上很方便的可以创建 RDS 的实例，当然数据库实例会部署在一些服务器上。
第二设置白名单，白名单即允许访问 RDS 实例的 IP 地址，清单是什么需要设置出来，网络上白名单的 IP 地址就可以访问 RDS 数据库服务器的实例。
第三申请外网地址，RDS 默认的是支持内网地址和外网地址两种类型，默认提供的是内网地址，所以如果访问内部的 RDS 实例会比较方便，但反过来如果需要访问外网则需要申请外网地址。申请外网地址之后可以创建数据库，接着是创建账号，连接并使用数据库。完成这五步之后，数据库创建完成，就可以像使用普通的本地的数据库一样，使用云端的数据库。因此使用起来是非常方便的。
三、云原生关系型数据库-PolarDB
接下来介绍云原生关系型数据库-PolarDB，PolarDB 是阿里云首次在云服务端提供的，下图是一个阿里云 PolarDB 的体系架构图，架构当中最大的架构是两个，一个是计算与存储分离，共享分布式存储。所以可以看出 PolarDB 是分布式的数据库，它的数据分布在不同的节点上。并且计算和存储是分离的。第二点一写多读，即在写的时候一个在写多个服务器读，并且是读写分离的。这时 PolarDB 分布式原生的关系数据库的特点。
关于详细介绍可以看阿里云提供的 PolarDB 的宣传。
视频内容如下：为了帮助企业用户使用云计算，解决互联网规模的业务挑战，阿里云推出了下一代的云数据库 POLARDB。POLARDB 使用先进的云原生设计理念和架构，为高速增长的客户业务场景提供高性能、高吞吐和弹性扩展的能力，100%的兼容 MySQL 生态。现在已经在阿里云生产环境部署，为多个行业客户提供解决方案。上海百胜软件有限公司是一家新零售整体解决方案提供商，致力于帮助零售企业进行转型创新。POLARDB Active-Active 高可用的集群架构，共享的分布式块存储技术，让集群的计算力发挥到最大消除了计算瓶颈，在保障高可用的同时不增加成本却拥有更优的系统访问性能。另外 POLARDB 借助容器虚拟化技术和共享的分布式块存储技术，可以做到几分钟内在线增加只读节点，急速弹性扩容并且支持超大的存储容量，这是传统的读写分离模式做不到的，帮助从容应对世界杯期间巨大流量增长。上海商帆信息科技有限公司是一家为零售品牌客户提供 SCRM 服务的新零售服务商，为企业客户和消费者打造的互动平台，在提升消费者购物体验的同时，也帮企业实施用户画像，进行消费行为精准分析，提升营销效益。阿里云数据库 POLARDB 提供极致的性能、较为全面的支持服务。在所有对比测试中稳定性最好、性价比最高可以充分满足在实时数据聚合能力、系统计算能力等方面的需求。依托阿里云进行数字化系统运营使杭州爱上租科技有限公司向新地产公司转型的重要一环。
爱上租的业务需要对海量的、分散的房源进行高效的管理和运营，POLARDB 产品非常符合需求，POLARDB 的极致性能、可快速扩展的特性极大地提升了公司的业务 运转效率。同时与 MySQL 100%兼容的特性，有效地减少了开发和运维的成本。作为在广告监测领域技术领先的第三方广告大数据服务公司，浙江华治数聚主要通过对大量广告样本的收集和统计，对广告和营销活动进行有效的监控和分析， POLARDB 所具有的分布式存储以及读写分离的架构特点，以及高可扩展、高可用和高兼容的性能优势。不仅为带来了千万级广告数据的查询秒级响应能力，也有效降低了应用开发和数据库衔接的实现成本。法大大是一家为互联网金融、o2o电子商务企业及个人提供在线合同缔约、证据托管的开放式服务平台。随着数据的急剧增长，单台数据库的写性能已经达到了极限，而阿里云的 POLARDB 能解决目前遇到的这些问题，通过计算、存储分离、线性扩容读节点，同时I/O性能随着存储容量的增加而提升，多副本的数据备份机制也最大程度地保障了数据库数据的安全。猿辅导是一家K-12的在线教育公司，公司拥有几款核心的教育应用，像猿辅导、小猿搜题、猿题库、斑马英语。目前为全国超过2亿的中、小学生用户提供了包括在线直播课、搜题答疑、自适应题库等在线教学的服务。目前在多个场景中都用到了阿里云的 POLARDB，POLARDB 首先，它全面的兼容 MySQL 使得能够业务迁移零成本，其次它的高性能和高可扩展性，能让轻松地支持几十万的学生同时在线直播听课和做题。再者，它弹性扩、缩容的特性，能够让在应对像暑假这种学生的旺季和平时的淡季这种需求变换的场景，能够让在节约成本的同时为用户提供流畅的在线教学体验。作为全国首批 SaaS 系统开发者，苏州果仁软件开发的“客到”人工智能餐饮管理系统旨在帮助餐厅经营者打通数据环路，并将来自客户端的数据实时上云，选择 POLARDB，不仅是因为其分布式存储设计能有效应对海量数据的挑战，更因为其强大的计算能力能有效提高复杂报表的查询效率，使“客到”系统能更充分地挖掘餐饮数据的内在价值，提升用户的经营效率。POLARDB 使用先进的计算与存储分离的架构，存储节点可以水平扩展，最大容量到100TB，而计算节点可以共享同一份存储。
根据业务的负载进行弹性的伸缩，最多可以扩展到16节点提供多活的高可用能力，在 POLARDB 的研发过程中，使用了很多新一代的硬件技术来提升性能。比如使用了 RDMA 网络来连接计算节点与存储节点，在存储节点上使用了英特尔的 3D Xpoint 技术的 Optane 存储卡，这些新的硬件技术帮助提升了 POLARDB 的性能以及提供更稳定的 Qos，未来不断优化的 POLARDB 将给更多的客户带来更好的用户体验。刚刚的视频是由阿里云提供的，可以看出POLARDB 已经用到了很多并发的场合并且取得了非常好的效果。
四、云数据库典型应用场景
下面简单介绍阿里云数据库典型的应用场景，在阿里云的宣传片已经讲过阿里云的云数据库用在不同的场合，这是典型的应用场景，可以看到对于初创的业务可能只需要升级简单的 RDS MySQL 的用例即可，只需申请简单的服务器，但随着业务的发展 OLTP 读写压力慢慢增大并且并发性要求提高，所以可以对初创业务数据库进行扩展，把RDS扩展两个实例，两个实例可以用来实现读写，比如一个服务器专门用来作读写分离，另外一个服务器专门做高可用的实例，并且业务再有更多的扩展还可以继续进行并发的操作，比如高并发性提升，可以对高并发拆分，可以申请 POLARDB-X、POLARDB，然后做高并发的拆分。
同时如果一个初创的业务有了建立数据仓库的需求，可以将 OLTP 和 OLAP 相结合，然后再进行数据库服务器的扩展，所以根据图可以看出，云数据库是不断的扩展，所以在真正的应用当中最开始在简单的云数据库着手，随着应用的扩大、业务的扩大，逐步的扩展应用实例，数据库的实例，不断地将数据库慢慢的扩展，正好印证了云数据库的弹性伸缩的原理。
所以使用云数据库可以在云平台上快速的对数据库进行伸缩。
