雲資料庫RDS儲存能力進化解析!

程式碼派就是我發表於2019-04-04

資料庫是企業IT系統的核心,其效能表現會直接影響整體業務系統的效能表現,而影響資料庫效能因素包括系統架構設計、應用程式業務SQL語句、資料庫引數最佳化配置、資料庫執行的資源能力。系統架構設計和應用程式業務SQL語句都屬於資料庫外圍,需要從整體業務上去設計最佳化;資料庫的引數配置,核心是要根據資料庫上的業務和硬體特點細調引數,豐富的DBA經驗對此項影響很大,歸屬於軟體配置內容且隨時可調整。資料庫的硬體資源,在傳統企業中屬於一項固定資產投資,前期投資成本高,後期更換成本更高,雲時代雖然能夠隨時擴容硬體資源和更換,但亦受到資料遷移、業務停服等影響,因此好的硬體資源選擇非常重要。

影響效能的硬體包括CPU、記憶體、磁碟、網路:

CPU : 計算能力核心,其表現會直接影響資料庫的邏輯運算能力,比方說查詢計算、資料聚合、儲存過程效率等。

記憶體 : 對效能非常關鍵,其核心是快取頻繁使用資料避免系統頻繁與磁碟互動,效能表現一般都在納秒級延遲,一般OLTP資料庫建議記憶體和資料空間比例至少要保持在20%。

磁碟 : 相比前兩者效能最差,因此磁碟效能表現直接影響資料庫整體表現。雲資料庫目前提供兩種磁碟,包括本地盤和雲盤,本地盤效能高(微秒級延遲)但儲存容量有限,雲盤更大儲存容量但效能受限(毫秒級延遲)。

網路 : 網路影響主要在於頻寬,因此大查詢或者大事務,對網路的要求就很高。

重點分析磁碟效能對業務有影響的因素包括:

延遲:延遲越低,系統響應越實時,如對於交易型系統,延遲會影響到每次使用者操作是否卡頓。

吞吐量:頻寬越高,併發能力越好,多使用者同時操作時可以併發處理更多需求,避免排隊。

IOPS:是磁碟併發能力的直接指標,定義是在特定資料塊(如4K)大小下每秒可處理的IO請求數。

上面提到本地盤的效能要好於雲盤,那麼為什麼雲資料庫RDS的發展要往雲盤方向走呢?主要原因除了效能以外,雲盤還有諸多企業特性滿足各類業務需求,如三副本資料儲存可保證業務資料可靠性達到9個9,儲存與計算分離,可支援容量更大同時擴容相對更簡單等。而ESSD雲盤相對SSD雲盤,企業特性有非常大的加強,同時重點效能表現大大提升,達到本地盤能力甚至超越。下面我將重點分析企業級高效能儲存ESSD的核心能力。

極致效能極致穩定

ESSD最大實現單例項單盤100萬IOPS,並且讀寫時延降低70%+,最快達到200us,核心能力的技術保障是ESSD首次採用面向未來的架構設計。首先ESSD雲盤採用RDMA網路卡,在硬體上保障了網路吞吐能力達到了50Gbps。其次在軟體層面阿里雲研發了新一代的底層儲存系統,儲存引擎2.0,效能表現極致同時堅如磐石,是穩定效能表現的關鍵,高IOPS場景下響應時間幾乎無抖動。最後軟體架構層面實現了全使用者態協議棧,降低了70%時延。

阿里雲自研的儲存引擎2.0新架構是效能提升關鍵,實現了使用者態檔案系統(FusionEngine)、高效能網路庫(Optimized TCP RDMA)、極致的軟體棧最佳化(實現無鎖、無上下文切換、零複製),多流對映(吞吐量提升三倍),實現動態切換(99.9%分位延遲降為1/10)等核心技術。

RDS 率先支援ESSD儲存,第一時間為客戶提供高效能的資料庫服務,經過實際客戶業務測試,MySQL資料庫在雲盤容量減少60%的前提下,較SSD雲盤,ESSD雲盤TPS提升200%以上,時延降低60%以上。


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線上擴容業務永續

磁碟容量規劃是非常重要的資料庫設計內容,雲時代客戶可以先購買夠用的小空間容量,之後根據業務發展彈性擴容空間。在此之前,雲資料庫雲盤的擴容都會涉及到業務閃斷,比如說MySQL 5.7高可用版、SQL Server 2016 標準高可用版,使用者發起磁碟擴容需求後,RDS管控系統會先在後端擴容備庫磁碟空間,然後做主備切換(涉及業務連線閃斷),最後再原主庫擴容磁碟空間,擴容期間具體的例項主機都會涉及重啟,整個過程約花費半小時(但業務影響只有閃斷),有時也很難解決燃眉之急。


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ESSD雲盤支援線上擴容,此特性確保在資料庫接到擴容需求後,立即執行磁碟空間動作,無需主備切換,無需重啟資料庫例項機器,簡單且方便的保障業務連續訪問。

快照備份有備無患


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ESSD雲盤整合快照特性,最多可支援64個快照,支援跨可用區多副本的資料保護能力。該特性特別適用於資料庫的備份需求。雲資料庫RDS針對ESSD的急速快照能力,研發了全新一代資料庫備份系統,支援利用快照能力備份整個例項,並且支援全量和增量快照能力,備份和恢復速度都大大提升。由於備份效率的提升,RDS可以提供更大容量,滿足有大空間需求的使用者。

極致安全自助可控


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雲資料庫RDS 透過ESSD的安全加密能力,實現落盤加密功能,並且支援客戶自帶秘鑰,滿足全部行業的最嚴安全合規要求,諸如金融、保險、證券等行業。另外結合RDS資料鏈路加密和SQL審計功能,為應用系統執行期間的鏈路、儲存、審計三個維度提供嚴格的安全保護。

如何購買RDS高效能儲存ESSD版例項

購買RDS高效能儲存ESSD版例項過程及其簡單,申請開通許可權後,使用者在購買RDS例項的時候,儲存型別就可以選擇ESSD後,即可點選購買完成例項生產。


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雲資料庫RDS儲存型別從支援本地盤,到支援SSD雲盤,再到支援ESSD雲盤,技術路徑演進方向明確,儲存與計算分離、更高資料可靠性、更強資料安全性、更快效能、更易用企業特性,功能和能力範圍不斷增強,基於ECS和ESSD的新架構能夠充分利用硬體紅利,為企業客戶提供最好的資料庫服務。

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雲資料庫RDS ESSD儲存型別例項

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