數(shù)據(jù)庫,被譽為“基礎軟件皇冠上的明珠”。數(shù)字化時代,無論是查詢健康碼、存取款還是日常辦公等,都有賴于底層數(shù)據(jù)庫的支持。
可以說,數(shù)據(jù)庫是一切應用軟件運行的基礎。尤其在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮下,數(shù)據(jù)庫已成為新型基礎設施建設的堅實底座,其關乎國家科技戰(zhàn)略全局,也是IT廠商的必經(jīng)之路。
從大型機集成、封閉的數(shù)據(jù)庫服務,到小型機時代經(jīng)典的IOE數(shù)據(jù)庫架構,再到互聯(lián)網(wǎng)帶來的MySQL、PostgreSQL開源數(shù)據(jù)庫浪潮,直至云計算興起開啟了云數(shù)據(jù)庫的時代,數(shù)據(jù)庫的發(fā)展始終與用戶需求變遷緊密相關。
如今,云原生數(shù)據(jù)庫正成為企業(yè)關注的技術領域之一,不管是老牌的數(shù)據(jù)庫廠商,還是大型云計算企業(yè)都在向這一趨勢靠攏。
從云數(shù)據(jù)庫到云原生數(shù)據(jù)庫,其中產(chǎn)生了哪些關鍵變化?為何數(shù)據(jù)庫廠商們紛紛瞄準云原生數(shù)據(jù)庫?
為什么是云原生數(shù)據(jù)庫?
過去60年里,數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品形態(tài)經(jīng)歷漫長的變遷與更迭。
1961年,通用電氣(GE)研發(fā)出世界第一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS);1976年,霍尼韋爾(Honeywell)研發(fā)出世界第一個商用關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
在之后幾十年的發(fā)展中,數(shù)據(jù)庫領域一直上演著“三國演義”,Oracle、IBM和Microsoft美國數(shù)據(jù)庫三巨頭把持著全球數(shù)據(jù)庫產(chǎn)業(yè)的江山,呈現(xiàn)出傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫市場極度集中的格局。
自2000年以來,隨著互聯(lián)網(wǎng)的興起,云計算也逐漸走向行業(yè)的縱深應用。
特別是2010年后,開源數(shù)據(jù)庫的發(fā)展風起云涌,在越來越多的應用場景下呈現(xiàn)出替代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的新趨勢。
而隨著云原生技術已從單一容器技術發(fā)展到龐大的全棧化云原生技術體系,云原生數(shù)據(jù)庫承載著云原生技術優(yōu)勢脫穎而出,不僅成為亞馬遜云科技、華為云等一眾廠商們力推的數(shù)據(jù)庫發(fā)展方向,更有望書寫數(shù)據(jù)庫市場的新格局。
為應對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫帶來的挑戰(zhàn),不同數(shù)據(jù)庫廠商各有各的發(fā)展路徑。
傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫廠商借助上云策略的推進,實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫上云,也推出支持容器化等創(chuàng)新技術,但總讓人覺得云原生不夠徹底;
新興開源數(shù)據(jù)庫廠商基于自身業(yè)務發(fā)展需求,與公有云合作并推出云原生數(shù)據(jù)庫;
公有云廠商有著天然的云原生優(yōu)勢,對于升級云原生數(shù)據(jù)庫有著根本性策略,也有著分布式改造的徹底性。
云數(shù)據(jù)庫更像是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫按照云模式來提供的數(shù)據(jù)庫服務,存在諸如存儲空間浪費、系統(tǒng)性能有限、業(yè)務應用受限等缺點,并且這些缺點往往會在當前新的業(yè)務場景中得到放大。
相比云數(shù)據(jù)庫,云原生數(shù)據(jù)庫作為一種云平臺,以PaaS的形式進行分發(fā),用戶可以將該平臺用于多種目的,例如存儲、管理和提取數(shù)據(jù)。
云原生數(shù)據(jù)庫不再是簡單的資源供給,而是在架構和技術上能感知應用特征。
云原生數(shù)據(jù)庫的一切設計圍繞用戶應用需求出發(fā),目標是讓應用能更智能、更高效地使用數(shù)據(jù)庫。
隨著企業(yè)上云成為大勢所趨,各大云服務商們最早意識到云原生數(shù)據(jù)庫的重要性,并且紛紛推出相應的云原生數(shù)據(jù)庫服務,比如亞馬遜云科技的Amazon DynamoDB、Google的Spanner、微軟的Socrates等。
從國內(nèi)來看,具有代表性的云原生數(shù)據(jù)庫如阿里云的PolarDB、騰訊云的CynosDB、華為云的TaurusDB等。
此外,從這些國內(nèi)外公有云廠商近年來的業(yè)績表現(xiàn)來看,數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成為虛擬機、CDN、存儲之后又一個重要的云業(yè)務貢獻者,并且數(shù)據(jù)庫競爭的差異化不僅對公有云IaaS業(yè)務有著直接的拉動力,同時也讓公有云廠商看到了更多的利潤來源。
可見,公有云廠商發(fā)展云原生數(shù)據(jù)庫更具優(yōu)勢,成為主要推動者。
云原生數(shù)據(jù)庫釋放數(shù)字生產(chǎn)力
隨著數(shù)字化進程的不斷提速,各行業(yè)企業(yè)面對數(shù)據(jù)量指數(shù)級暴漲和數(shù)據(jù)類型及應用場景的多元細分等諸多挑戰(zhàn),對數(shù)據(jù)庫性能、擴展性、高可用性以及成本效益等需求也愈發(fā)嚴苛。
例如,汽車行業(yè)企業(yè)需要處理如車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的海量以及多樣化數(shù)據(jù);制造業(yè)中的智能家居/設備類企業(yè),需要管理不同生命周期數(shù)據(jù)并生成洞察;金融業(yè)需要減少成本并提升風險控制能力等等。
事實上,很多業(yè)務都是從需求的角度推動數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)變,具體而言就是以資源為中心到應用為中心、從地域為中心到流量為中心,以及從負載為中心到數(shù)據(jù)為中心,云原生數(shù)據(jù)庫能夠帶來極致彈性,讓用戶按需使用。
同時其依靠安全可靠和易可擴展的特性,保障業(yè)務規(guī);陌踩\行。
此外,進一步降低企業(yè)門檻,應用在架構設計、業(yè)務處理與切換等方面透明,滿足企業(yè)多元化需求。
云原生數(shù)據(jù)庫由于具有強大性能、高可用性、可擴展性、支持多場景需求且具備成本效益等優(yōu)勢,正成為越來越多傳統(tǒng)行業(yè)企業(yè)的選擇。
Gartner預測,到2025年,基于云原生平臺的數(shù)字化業(yè)務比例將達到95%,將帶來云原生數(shù)據(jù)庫市場的快速增長。
對此,亞馬遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品部總經(jīng)理陳曉建表示,數(shù)據(jù)作為企業(yè)的核心資產(chǎn)和創(chuàng)新的主要推動力,企業(yè)需要率先夯實數(shù)據(jù)庫這一新基建,為數(shù)字化轉(zhuǎn)型打下堅實的地基。
云原生數(shù)據(jù)庫是打破固有瓶頸,充分發(fā)揮公有云架構優(yōu)勢,釋放數(shù)據(jù)創(chuàng)新潛力的必選項。
2004年,亞馬遜電商因商用數(shù)據(jù)庫負載過高導致擴展失敗,出現(xiàn)數(shù)小時的服務故障,后續(xù)統(tǒng)計表明:70%的數(shù)據(jù)訪問并不需要SQL事務級別的復雜性。
因此開始研究NoSQL非關系型數(shù)據(jù)庫,并于2012年推出第一個云原生NoSQL數(shù)據(jù)庫Amazon DynamoDB。
Amazon DynamoDB可以說是最有代表性的云原生數(shù)據(jù)庫,也是業(yè)界第一個真正意義上的云原生數(shù)據(jù)庫。
在Amazon DynamoDB問世后的十年里,亞馬遜云科技對其進行的持續(xù)完善,不僅涉及底層可用性、持久性、安全性和規(guī)模等特性,還包括易用性等。
現(xiàn)在Amazon DynamoDB已服務于全球眾多客戶,也包括亞馬遜自身,其通過十年來的實踐證明了云原生數(shù)據(jù)庫是打破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫瓶頸的必然歸宿。
云原生+分布式,會碰撞出怎樣的火花?
隨著企業(yè)業(yè)務更加數(shù)字化、智能化,企業(yè)面臨的數(shù)據(jù)存儲量將會更加巨大,面臨著更多突發(fā)狀況帶來的挑戰(zhàn)。
據(jù)IDC預測,2025年,三分之二的企業(yè)將會每天都發(fā)布軟件版本,通過敏捷的開發(fā)能力來實現(xiàn)創(chuàng)新與交付,以形成差異化的市場競爭力。
在這樣的商業(yè)趨勢下,數(shù)據(jù)庫就需要全面進入云原生+分布式的時代,實現(xiàn)智能升級,充分釋放云計算紅利。
所謂的分布式,是面向業(yè)務擴展而出現(xiàn)的一個概念,而分布式數(shù)據(jù)庫,就是為了解決存儲可擴展性的一類數(shù)據(jù)庫。
它是由多個相互連接的數(shù)據(jù)庫組成,這些數(shù)據(jù)庫分布在各個數(shù)據(jù)中心,通過中央服務器進行通信,然后組合在一起形成一個面向用戶的單個數(shù)據(jù)庫。
基于Shared Nothing的架構,分布式數(shù)據(jù)庫能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的水平分片、水平擴展。
而云原生數(shù)據(jù)庫是基于Shared Everything + Shared Storage的存儲計算分離架構,能夠?qū)崿F(xiàn)資源池化高效管理。
因此,云原生數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢+分布式數(shù)據(jù)庫的效率,可以將兩者的特性完美結合,代表了一種未來的解決方案。
事實上,云原生和分布式如今已經(jīng)融為一體。如果底層基礎設施全部云化,人們思考技術問題的角度自然變成“云原生”角度。
隨著云原生應用深入企業(yè)各個業(yè)務場景,云原生正在走向分布式,滿足跨云跨地域統(tǒng)一協(xié)同治理、保證一致應用體驗等新需求。
根據(jù)Gartner預測,2022年,全世界75%的數(shù)據(jù)庫會以云的方式運行。
未來,數(shù)據(jù)庫領域的核心發(fā)展方向是云原生+分布式,以及由此帶來的幾個核心技術布局:安全穩(wěn)定、自動化與智能化、數(shù)據(jù)庫大數(shù)據(jù)一體化、數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)湖、多模數(shù)據(jù)庫以及軟硬件結合。
面向未來,在抓住數(shù)據(jù)庫歷史發(fā)展機遇的過程中,云計算廠商們正在不斷強化在數(shù)據(jù)庫領域的創(chuàng)新韌性,進一步加大自主研發(fā)投入,聚焦深度自主創(chuàng)新的云原生數(shù)據(jù)庫技術。
由于在功能和可靠性上優(yōu)于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,再加上增強的可伸縮性,云原生分布式數(shù)據(jù)庫無疑代表了數(shù)據(jù)庫的未來。
有了更強大的云原生能力,企業(yè)也將進一步鍛造出數(shù)字化轉(zhuǎn)型的創(chuàng)新基石,賦能數(shù)字經(jīng)濟更可持續(xù)的發(fā)展。
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