数据江湖唯快不破 云数据库RDS存储能力进化解析-阿里云开发者社区

开发者社区> 阿里巴巴数据库技术> 正文

数据江湖唯快不破 云数据库RDS存储能力进化解析

简介: 数据库是企业IT系统的核心,其性能表现会直接影响整体业务系统的性能表现,而影响数据库性能因素包括系统架构设计、应用程序业务SQL语句、数据库参数优化配置、数据库运行的资源能力。

导读

数据库是企业IT系统的核心,其性能表现会直接影响整体业务系统的性能表现,而影响数据库性能因素包括系统架构设计、应用程序业务SQL语句、数据库参数优化配置、数据库运行的资源能力。

系统架构设计和应用程序业务SQL语句都属于数据库外围,需要从整体业务上去设计优化;数据库的参数配置,核心是要根据数据库上的业务和硬件特点细调参数,丰富的DBA经验对此项影响很大,归属于软件配置内容且随时可调整。

数据库的硬件资源,在传统企业中属于一项固定资产投资,前期投资成本高,后期更换成本更高,云时代虽然能够随时扩容硬件资源和更换,但亦受到数据迁移、业务停服等影响,因此好的硬件资源选择非常重要。

影响性能的硬件包括CPU、内存、磁盘、网络:

  • CPU:计算能力核心,其表现会直接影响数据库的逻辑运算能力,比方说查询计算、数据聚合、存储过程效率等。
  • 内存:对性能非常关键,其核心是缓存频繁使用数据避免系统频繁与磁盘交互,性能表现一般都在纳秒级延迟,一般OLTP数据库建议内存和数据空间比例至少要保持在20%。
  • 磁盘:相比前两者性能最差,因此磁盘性能表现直接影响数据库整体表现。云数据库目前提供两种磁盘,包括本地盘和云盘,本地盘性能高(微秒级延迟)但存储容量有限,云盘更大存储容量但性能受限(毫秒级延迟)。
  • 网络:网络影响主要在于带宽,因此大查询或者大事务,对网络的要求就很高。

重点分析磁盘性能对业务有影响的因素包括:

  • 延迟:延迟越低,系统响应越实时,如对于交易型系统,延迟会影响到每次用户操作是否卡顿。
  • 吞吐量:带宽越高,并发能力越好,多用户同时操作时可以并发处理更多需求,避免排队。
  • IOPS:是磁盘并发能力的直接指标,定义是在特定数据块(如4K)大小下每秒可处理的IO请求数。

上面提到本地盘的性能要好于云盘,那么为什么云数据库RDS的发展要往云盘方向走呢?主要原因除了性能以外,云盘还有诸多企业特性满足各类业务需求,如三副本数据存储可保证业务数据可靠性达到9个9,存储与计算分离,可支持容量更大同时扩容相对更简单等。

而ESSD云盘相对SSD云盘,企业特性有非常大的加强,同时重点性能表现大大提升,达到本地盘能力甚至超越。下面我将重点分析企业级高性能存储ESSD的核心能力。

极致性能极致稳定

ESSD最大实现单实例单盘100万IOPS,并且读写时延降低70%+,最快达到200us,核心能力的技术保障是ESSD首次采用面向未来的架构设计。

首先ESSD云盘采用RDMA网卡,在硬件上保障了网络吞吐能力达到了50Gbps。

其次在软件层面阿里云研发了新一代的底层存储系统,存储引擎2.0,性能表现极致同时坚如磐石,是稳定性能表现的关键,高IOPS场景下响应时间几乎无抖动。最后软件架构层面实现了全用户态协议栈,降低了70%时延。

阿里云自研的存储引擎2.0新架构是性能提升关键,实现了用户态文件系统(FusionEngine)、高性能网络库(OptimizedTCP RDMA)、极致的软件栈优化(实现无锁、无上下文切换、零拷贝),多流映射(吞吐量提升三倍),实现动态切换(99.9%分位延迟降为1/10)等核心技术。

RDS率先支持ESSD存储,第一时间为客户提供高性能的数据库服务,经过实际客户业务测试,MySQL数据库在云盘容量减少60%的前提下,较SSD云盘,ESSD云盘TPS提升200%以上,时延降低60%以上。

image.png

在线扩容业务永续

磁盘容量规划是非常重要的数据库设计内容,云时代客户可以先购买够用的小空间容量,之后根据业务发展弹性扩容空间。

在此之前,云数据库云盘的扩容都会涉及到业务闪断,比如说MySQL5.7高可用版、SQLServer 2016 标准高可用版,用户发起磁盘扩容需求后,RDS管控系统会先在后端扩容备库磁盘空间,然后做主备切换(涉及业务连接闪断),最后再原主库扩容磁盘空间,扩容期间具体的实例主机都会涉及重启,整个过程约花费半小时(但业务影响只有闪断),有时也很难解决燃眉之急。

image.png

ESSD云盘支持在线扩容,此特性确保在数据库接到扩容需求后,立即执行磁盘空间动作,无需主备切换,无需重启数据库实例机器,简单且方便的保障业务连续访问。

快照备份有备无患

image.png

ESSD云盘集成快照特性,最多可支持64个快照,支持跨可用区多副本的数据保护能力。该特性特别适用于数据库的备份需求。

云数据库RDS针对ESSD的急速快照能力,研发了全新一代数据库备份系统,支持利用快照能力备份整个实例,并且支持全量和增量快照能力,备份和恢复速度都大大提升。由于备份效率的提升,RDS可以提供更大容量,满足有大空间需求的用户。

极致安全自助可控

image.png

云数据库RDS通过ESSD的安全加密能力,实现落盘加密功能,并且支持客户自带秘钥,满足全部行业的最严安全合规要求,诸如金融、保险、证券等行业。

另外结合RDS数据链路加密和SQL审计功能,为应用系统运行期间的链路、存储、审计三个维度提供严格的安全保护。

如何购买RDS ESSD版实例

购买RDS高性能存储ESSD版实例过程及其简单,申请开通权限后,用户在购买RDS实例的时候,存储类型就可以选择ESSD后,即可点击购买完成实例生产。
image.png

云数据库RDS存储类型从支持本地盘,到支持SSD云盘,再到支持ESSD云盘,技术路径演进方向明确,存储与计算分离、更高数据可靠性、更强数据安全性、更快性能、更易用企业特性,功能和能力范围不断增强,基于ECS和ESSD的新架构能够充分利用硬件红利,为企业客户提供最好的数据库服务。

版权声明:本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献,版权归原作者所有,阿里云开发者社区不拥有其著作权,亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《阿里云开发者社区用户服务协议》和《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容,填写侵权投诉表单进行举报,一经查实,本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。

分享:
阿里巴巴数据库技术
使用钉钉扫一扫加入圈子
+ 订阅

官方博客
官网链接