阿里云知识产权 阿里云drds手册


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随着互联网时代的到来,计算机要管理的数据量呈指数级别地飞速上涨,而我们却完全无法对用户数做出准确预估 。我们的系统所需要支持的用户数,很可能在短短的一个月内突然爆发式地增长几千倍,数据也很可能快速地从原来的几百GB飞速上涨到了几百个TB 。如果在这爆发的关键时刻,系统不稳定或无法访问,那么对于业务将会是毁灭性的打击 。
伴随着这种对于系统性能、成本以及扩展性的新需要,以HBase、MongoDB为代表的NoSQL数据库和以阿里DRDS、VoltDB、ScaleBase为代表的分布式NewSQL数据库如雨后春笋般不断涌现出来 。
本文将会介绍阿里DRDS的技术理念、发展历程、技术特性等内容 。
DRDS设计理念
从20世纪70年代关系数据库创立开始,其实大家在数据库上的追求就从未发生过变化:更快的存取数据,可以按需扩缩以承载更大的访问量和更大的数据量,开发容易,硬件成本低,我们可以把这叫做数据库领域的圣杯 。
为了支撑更大的访问量和数据量,我们必然需要分布式数据库系统,然而分布式系统又必然会面对强一致性所带来的延迟提高的问题,因为网络通信本身比单机内通信代价高很多,这种通信的代价就会直接增加系统单次提交的延迟 。延迟提高会导致数据库锁持有时间变长,使得高冲突条件下分布式事务的性能不升反降(这个具体可以了解一下Amdahl定律),甚至性能距离单机数据库都还有明显的差距 。
从上面的说明,我们可以发现,问题的关键并不是分布式事务做不出来,而是做出来了却因为性能太差而没有什么卵用 。数据库领域的高手们努力了40年,但至今仍然没有人能够很好地解决这个问题,Google Spanner的开发负责人就经常在他的Blog上谈论延迟的问题,相信也是饱受这个问题的困扰 。
面对这个难题,传统的关系数据库选择了放弃分布式的方案,因为在20世纪70~80年代,我们的数据库主要被用来处理企业内的各类数据,面对的用户不过几千人,而数据量最多也就是TB级别 。用单台机器来处理事务,用个磁盘阵列处理一下磁盘容量不够的问题,基本上就能解决一切问题了 。
然而,信息化和互联网的浪潮改变了这一切,我们突然发现,我们服务的对象发生了根本性变化,从原来的几千人,变成了现在的几亿人,数据量也从TB级别到了PB级别甚至更多 。存在单点的单机系统无论如何努力,都会面对系统处理能力的天花板 。原来的这条路,看起来是走不下去了,我们必须想办法换一条路来走 。
可是,分布式数据库所面对的强一致性难题却像一座高山,人们努力了无数个日日夜夜,但能翻越这座山的日子看来仍然遥遥无期 。
于是,有一群人认为,强一致性这件事看来不怎么靠谱,那彻底绕开这个问题是不是个更好的选择?他们发现确实有那么一些场景是不需要强一致事务的,甚至连SQL都可以不要,最典型的就是日志流水的记录与分析这类场景 。而去掉了事务和SQL,接口简单了,性能就更容易得到提升,扩展性也更容易实现,这就是NoSQL系统的起源 。
虽然NoSQL解决了性能和扩展性问题,但这种绕开问题的方法给用户带来了很多困扰,系统的开发成本也大大提升 。这时候就有另外一群人,他们觉得用户需要SQL,觉得用户也需要事务,问题的关键在于我们要努力地往圣杯的方向不断前进 。在保持系统的扩展性和性能的前提下,付出尽可能小的代价来满足业务对数据库的需要 。这就是NewSQL这个理念的由来 。
DRDS也是一个NewSQL的系统,它与ScaleBase、VoltDB等系统类似,都希望能够找到一条既能保持系统的高扩展性和高性能,又能尽可能保持传统数据库的ACID事务和SQL特性的分布式数据库系统 。


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