雲原生資料庫夯實企業數字新基建

在企業數字化轉型背景下，每家企業都有大量資料，都希望透過資料為業務賦能。然而，現實情況是，企業花大力氣獲得的資料，其價值實現只是冰山一角，很多沉默在水下的資料價值，需要更有效的工具和技術能力去實現。

說白了，企業要想有效發揮資料價值，必須要具備堅實的資料基礎，而資料庫一定是其中非常重要的一塊內容。

▲亞馬遜雲科技大中華區產品部總經理 陳曉建

問題是，為什麼很多企業更願意擁抱雲原生資料庫路線?用亞馬遜雲科技大中華區產品部總經理 陳曉建 的話來說，和企業底層的IT架構變化有關!

雲原生資料庫為什麼重要?

“資料已經成為企業核心資產和創新的主要驅動力，但企業獲得資料價值的前提是擁有一個堅實的資料基礎保障。其中，資料庫作為資料處理中樞，是資料基礎的重要組成部分。”在陳曉建看來，企業今天的資料量雖然足夠大，但其實IT架構還沒有做好準備，沒有能力去處理海量資料，這些資料具有多樣化、異構特徵，並且來自於不同的資料來源。

為了更好地節約資源，早期一些企業開始嘗試雲端轉型，但只是把線下的物理機搬到雲上，透過虛擬機器提升系統的健壯性，這種模式並不能充分體驗到雲的彈性，只有生在雲上、長在雲上的雲原生架構，才能真正實現彈性擴縮容、快速響應業務的目標，最終提升效能，降低總體擁有成本。尤其在現代化業務環境下，企業更希望透過融合了容器、DevOps等能力的雲原生架構來實現使用者需求的快速迭代。

顯然，資料庫作為底層重要的基礎能力，也必須要與時俱進，向雲原生方向演進。

問題是，到底什麼是雲原生資料庫呢?從字面意義理解，雲原生資料庫是指透過雲平臺構建、部署和交付的資料庫服務，能提供可擴充套件、更可靠的資料庫解決方案。

相比傳統資料庫，雲原生資料庫可以更好地利用雲的特點，從資源層面實現快速、動態、自動的擴縮容。 從使用者應用價值來看，雲原生資料庫帶來的好處有三個：第一，免運維;第二，可以根據業務需求，快速、動態地伸縮資源;第三，雲上的各種能力，可以融會貫通，雲服務商可以提供計算、網路、儲存、安全、大資料、AI/ML等各種服務，而資料庫是完整生態中的重要一環。

如何為數字新基建賦能?

提到雲原生資料庫，Amazon DynamoDB是真正的開創者。那麼這款資料庫是如何誕生的呢?背後還有一個小故事!

之前，亞馬遜電商業務一直用的是商業資料庫，在2004年美國聖誕季的時候(黑五)，趕上了業務高峰期，業務中斷了四個小時。經檢測發現，商業資料庫出現了效能天花板，是此次業務中斷的根本原因。事後，亞馬遜開始思考如何設計一款更適合網際網路應用的資料庫架構?於是，亞馬遜第一個提出了NoSQL概念，並在2012年推出了第一款NoSQL資料庫，也就是Amazon DynamoDB。

從2012年到今天，Amazon DynamoDB在十年間， 不僅成為一款成熟的資料庫產品，更收穫了Lyft、Airbnb、豐田、飛利浦等一大批企業的追隨。如今，Amazon DynamoDB已被亞馬遜雲科技內部視為Tier0服務，是最為核心服務之一，也是業界第一個真正意義上的雲原生資料庫。

經過不斷創新迭代，亞馬遜雲科技目前已推出15種專門構建的雲上託管資料庫服務，其中既有SQL也有NoSQL的資料庫型別。

SQL關係型資料庫：

1. Amazon Relational Database Service(Amazon RDS)：開啟了託管資料庫服務的新模式，從最初只支援MySQL，到目前已支援6種常用的資料庫引擎：相容 MySQL 的 Amazon Aurora、相容 PostgreSQL 的 Amazon Aurora、MySQL、MariaDB、PostgreSQL、Oracle以及 SQL Server。

2. Amazon Aurora：2014年推出的雲原生關係型資料庫，該服務是亞馬遜雲科技歷史上使用者數量增速最快的雲服務。

NoSQL資料庫：

1. Amazon DynamoDB：高效能擴充套件的鍵值資料庫，適用於海量資料場景，譬如電商、遊戲。

2. Amazon DocumentDB：相容MongoDB的託管文件資料庫，從全球看中國區MongoDB的接受率極高，在遊戲、移動應用上使用很多。

3. 記憶體資料庫，極致響應延遲，常用於快取、排行榜、廣告等場景。分為兩種：Amazon ElastiCache相容Redis和Memcached記憶體資料庫;Amazon MemoryDB相容Redis可持久化記憶體資料庫。

4. Amazon Neptune託管圖資料庫，分析萬事萬物的關聯，用於欺詐檢測，社交網路，推薦引擎。

5. Amazon Timestream託管時序資料庫，常用於IoT(比如車聯網採集的有明顯時間順序，大部分只增加不修改的海量資料)。

6. Amazon Quantum Ledger Database (Amazon QLDB)託管的分類賬資料，比如車管所，從車子出場、轉手，出事故所有記錄都不可修改而且可追溯，可驗證。

7. Amazon Keyspaces託管的相容Cassandra的資料庫，可以用於工業應用場景。

除此以外，還有很多具有Serverless功能的資料庫，如Amazon Aurora serverless、 Amazon DynamoDB、 Amazon Timestream、 Amazon Keyspaces和Amazon QLDB等，都支援Serverless無伺服器功能。透過無伺服器功能，可以進一步簡化客戶在建立、維護和擴充套件資料庫方面的工作，讓資料庫的擴充套件性及自動伸縮容量達到新的高度，其中Amazon Aurora Serverless V2可以在幾分之一秒內將資料庫工作負載從數百個事務擴充套件到數十萬個事務，與按照峰值負載來配置容量相比，可節省 90% 的資料庫成本。

雲原生資料庫是分散式部署，在底層架構上具有天然優勢，使用者可以在無感知的情況下進行橫向擴充套件。同時，有了雲原生資料庫，使用者就不需要專門去構建一個昂貴的DB團隊，所有資料庫配置工作都可以由雲服務商來解決。更重要的是，雲是一個按用量收費的服務，使用者可以更精準地去控制自己所用的資源。最後，憑藉雲服務商帶來的全球雲基礎設施服務，雲原生資料庫還具備了全球跨區災備能力。

以遊戲行業為例，一款新遊戲在釋出的時候，很難預測使用者數，有時候一個晚上會出現日活幾千萬的資料，有時候一個禮拜也達不到一天的資料量。如果使用者數很少，後端技術卻為此配置了一堆資源，會造成極大的資源浪費。而在亞馬遜雲科技海量雲端資源支援下，使用者不需要擔心資源配置的問題，只要點選幾下滑鼠，就能自動解決擴縮容的問題。

同樣，在汽車、製造、金融等業務場景，雲原生資料庫帶來的好處顯而易見。以汽車行業為例，面對海量多樣化資料挑戰，很多企業缺乏有效手段來充分挖掘資料價值，亞馬遜雲科技提供了專用場景資料庫，比如針對車聯網的時序資料處理、企業內部系統的結構化資料處理，建立知識圖譜的圖資料庫以及加速訪問的快取資料處理。具體應用方式是，客戶可以使用 Amazon DocumentDB 支援儲存、查詢和索引地理空間資料，可以建立 2dsphere 索引並使用流行的 MongoDB 地理空間 API，來對儲存在Amazon DocumentDB 的資料執行查詢。Amazon DocumentDB相容MongoDB，可以根據資料吞吐量輕鬆擴充套件資料庫計算資源通常可在幾分鐘之內完成，並且會隨著客戶的叢集儲存需求的增長而自動提高儲存卷大小。

總之，對使用者而言，雲原生資料庫發揮的作用，更像是“數字新基建”，它可以幫助企業更快速地擴充業務，擺脫底層基礎架構繁瑣的構建問題，讓企業專注於業務創新，加快產品上市時間。