【PolarDB开源】深入PolarDB内核:探究存储计算分离架构的设计哲学

本文涉及的产品
云原生数据库 PolarDB MySQL 版,Serverless 5000PCU 100GB
云原生数据库 PolarDB 分布式版,标准版 2核8GB
简介: 【5月更文挑战第20天】PolarDB是阿里巴巴的云原生分布式数据库,以其存储计算分离架构为核心,解决了传统数据库的扩展性和资源灵活性问题。该架构将数据存储和计算处理分开,实现高性能(通过RDMA加速数据传输)、高可用性(多副本冗余保证数据可靠性)和灵活扩展(计算资源独立扩展)。通过动态添加计算节点以应对业务流量变化,PolarDB展示了其在云时代应对复杂业务场景的能力。随着开源项目的进展,PolarDB将持续推动数据库技术发展。

在数据库技术的长河中,架构的演进始终伴随着业务需求和技术突破的双重驱动。PolarDB,作为阿里巴巴自主研发的新一代云原生分布式数据库,其核心设计理念——存储计算分离架构,无疑是其在大数据时代脱颖而出的关键。本文将深入PolarDB内核,探讨这一设计哲学背后的奥秘,揭示其如何在保证高性能、高可用性和可扩展性的同时,降低了运维复杂度。

存储计算分离架构概览

传统数据库系统中,存储和计算通常紧密结合在同一台服务器上。随着数据量的增长和业务需求的多样化,这种架构逐渐暴露出扩展性差、资源分配不灵活等问题。PolarDB创新性地引入了存储计算分离架构,将数据存储层与计算处理层分离,各司其职,灵活扩展。

  • 存储层:集中存放数据块,采用分布式文件系统,支持多副本冗余,确保数据高可靠性和高可用性。
  • 计算层:运行数据库引擎,处理SQL查询、事务管理等计算任务,可以根据业务需求独立扩展。

设计哲学剖析

高性能

存储计算分离架构使得计算节点能够专注于处理业务逻辑,而存储层则通过优化的数据布局和高效的I/O调度,提升数据读写速度。此外,PolarDB采用了基于RDMA(远程直接内存访问)的高速网络通信,极大减少了数据传输延迟,保障了跨节点数据访问的高性能。

高可用性

存储层的多副本设计确保了数据的持久性和可用性。即使单点故障发生,也能迅速通过其他副本接管服务,保证业务连续性。计算层的无状态设计允许快速故障转移,进一步增强了系统的整体韧性。

灵活扩展

得益于分离架构,计算资源和存储资源可以根据实际需求独立扩展。当业务量增长时,仅需增加计算节点即可提升处理能力,无需对存储进行同等比例扩容,有效控制成本。

实践案例:动态扩展

下面通过一个简化的示例,展示如何在PolarDB中动态添加计算节点,以应对业务高峰期的流量激增。

操作步骤

  1. 准备新节点:确保新服务器已安装好Docker环境,并配置好网络连接。
  2. 加入集群:执行类似以下的Docker命令,将新计算节点加入现有集群。注意替换相应参数。
docker run -d --name polar_node_new --net=host \
  -v /etc/localtime:/etc/localtime:ro \
  -v /your/data/path:/data \
  -e PD_ENDPOINTS=CONTROL_NODE_IP:2379 \
  -e NODE_ID=NEW_NODE_ID \
  apsaradb/polardb:latest tidb-server
  1. 验证状态:通过控制节点上的管理工具检查新节点是否已成功加入并正常工作。

总结

PolarDB的存储计算分离架构不仅是一种技术创新,更是对未来数据库发展趋势的深刻洞察。它解决了传统数据库在扩展性、性能和可用性方面面临的挑战,为云原生时代的企业级应用提供了强大的数据处理能力。通过深入理解这一设计哲学,开发者和运维人员可以更好地利用PolarDB,构建出适应复杂业务场景的高性能数据库系统。

随着PolarDB开源项目的不断成熟,更多关于其内核优化、最佳实践和生态建设的探索将持续展开,共同推动数据库技术迈向新的高度。

相关实践学习
使用PolarDB和ECS搭建门户网站
本场景主要介绍基于PolarDB和ECS实现搭建门户网站。
阿里云数据库产品家族及特性
阿里云智能数据库产品团队一直致力于不断健全产品体系,提升产品性能,打磨产品功能,从而帮助客户实现更加极致的弹性能力、具备更强的扩展能力、并利用云设施进一步降低企业成本。以云原生+分布式为核心技术抓手,打造以自研的在线事务型(OLTP)数据库Polar DB和在线分析型(OLAP)数据库Analytic DB为代表的新一代企业级云原生数据库产品体系, 结合NoSQL数据库、数据库生态工具、云原生智能化数据库管控平台,为阿里巴巴经济体以及各个行业的企业客户和开发者提供从公共云到混合云再到私有云的完整解决方案,提供基于云基础设施进行数据从处理、到存储、再到计算与分析的一体化解决方案。本节课带你了解阿里云数据库产品家族及特性。
相关文章
|
26天前
|
关系型数据库 分布式数据库 数据库
【PolarDB开源】PolarDB与微服务架构的融合:灵活扩展与高效管理
【5月更文挑战第23天】阿里云PolarDB是适用于微服务的高性能分布式数据库,提供数据分片、水平扩展及高可用性解决方案。通过SQL或API实现弹性扩展,内置故障转移保障服务连续性,且兼容MySQL协议,易于集成微服务生态。通过Spring Boot示例展示了PolarDB的配置与集成过程,强调其在现代云原生应用中的重要角色。
33 1
|
12天前
|
存储 关系型数据库 分布式数据库
PolarDB产品使用合集之计算包是用来干什么的
PolarDB是阿里云推出的一种云原生数据库服务,专为云设计,提供兼容MySQL、PostgreSQL的高性能、低成本、弹性可扩展的数据库解决方案,可以有效地管理和优化PolarDB实例,确保数据库服务的稳定、高效运行。以下是使用PolarDB产品的一些建议和最佳实践合集。
242 7
|
18天前
|
存储 运维 5G
基于阿里云数据库 SelectDB 内核 Apache Doris 的实时/离线一体化架构,赋能中国联通 5G 全连接工厂解决方案
数据是 5G 全连接工厂的核心要素,为支持全方位的数据收集、存储、分析等工作的高效进行,联通 5G 全连接工厂从典型的 Lambda 架构演进为 All in [Apache Doris](https://c.d4t.cn/vwDf8R) 的实时/离线一体化架构,并凭借 Doris 联邦查询能力打造统一查询网关,数据处理及查询链路大幅简化,为联通 5G 全连接工厂带来数据时效性、查询响应、存储成本、开发效率全方位的提升。
基于阿里云数据库 SelectDB 内核 Apache Doris 的实时/离线一体化架构,赋能中国联通 5G 全连接工厂解决方案
|
28天前
|
存储 关系型数据库 分布式数据库
【PolarDB开源】PolarDB高可用架构解析:确保业务连续性的关键设计
【5月更文挑战第22天】阿里云PolarDB是一款高可用、高性能的云原生数据库,采用分布式共享存储架构实现计算与存储分离。通过主从复制保证数据实时同步,当主节点故障时,从节点能快速接管。此外,PolarDB提供自动故障转移和数据备份恢复功能,确保业务连续性和数据安全性。一个简单的Python SDK使用示例展示了查询数据的过程。总之,PolarDB通过多种机制保障了企业在异常情况下的服务稳定和数据完整性。
217 5
|
6天前
|
监控 Cloud Native 开发者
云原生技术浪潮下的微服务架构实践
云原生技术正引领着现代软件开发的潮流,其中微服务架构作为其核心理念之一,为复杂应用提供了灵活、可扩展的解决方案。本文将探讨在云原生环境下实施微服务架构的策略和挑战,并结合实际案例分析微服务设计的最佳实践,旨在为开发者提供一套可行的微服务部署与管理指南。
|
6天前
|
消息中间件 监控 API
构建微服务架构:从理论到实践的全面指南
本文将深入探讨微服务架构的设计原则、实施步骤和面临的挑战。与传统的单体架构相比,微服务通过其独立性、可伸缩性和灵活性,为现代应用开发提供了新的视角。文章将介绍如何从零开始规划和部署一个微服务系统,包括选择合适的技术栈、处理数据一致性问题以及实现服务间通信。此外,我们还将讨论在迁移至微服务架构过程中可能遇到的技术和组织挑战,以及如何克服这些难题以实现顺利过渡。
|
1天前
|
机器学习/深度学习 设计模式 人工智能
人工智能和机器学习技术来优化微服务架构
人工智能和机器学习技术来优化微服务架构
9 1
|
1天前
|
缓存 负载均衡 安全
探索微服务架构中的API网关模式
【6月更文挑战第16天】在微服务架构的海洋中,API网关扮演着灯塔的角色,指引着服务的发现与路由。本文将深入探讨API网关的设计原则、关键功能以及在现代后端系统中的应用实践。我们将一起航行于微服务的世界,揭开API网关如何提升系统的整体性能和安全性的神秘面纱。
|
2天前
|
安全 应用服务中间件 API
微服务架构下的API网关设计与实现
【6月更文挑战第16天】本文将深入探讨在微服务架构中,如何设计和实现一个高效的API网关。我们将从API网关的基本概念入手,然后详细解析其设计原则和实现方法,最后通过一个实例来具体展示API网关的实现过程。
|
3天前
|
负载均衡 安全 API
探索微服务架构中的API网关模式
【6月更文挑战第15天】在这篇文章中,我们将深入探讨微服务架构中的一个关键组件——API网关。我们将了解API网关的作用、设计原则以及如何在实际项目中实现它。通过阅读本文,您将获得关于如何优化和保护您的微服务架构的实用见解。

相关产品

  • 云原生数据库 PolarDB