İlk yerli sunucusuz veritabanı burada ve teknik mimari ortaya çıkıyor
Baş resmi | Oriental IC'den indirilen CSDN
Bu makale işletmeler tarafından hazırlanmıştır
Maliyetlerden tasarruf etmek, pazara sunma süresini kısaltmak ve işletim ile bakım ve geliştirme ekipleri arasındaki sürtüşmeyi azaltmak Sunucusuz'un temelidir. AWS tarafından "Lambda" nın piyasaya sürülmesinden bu yana, "Sunucusuz" geliştiriciler tarafından giderek daha fazla bilinir hale geldi. Geçti. 6 yıl sonra Serverless, birçok işletmenin ve geliştirme ekibinin beğenisini ve takibini de kendine çekti.
Kısa bir süre önce, Tencent Cloud, endüstrideki birçok veritabanı geliştiricisinin yoğun ilgisini çeken China-PostgreSQL for Serverless (ServerlessDB) 'de ilk sunucusuz veritabanını piyasaya sürdü. Bu, güvenlik izolasyonu ve esnekliği sağlayabilen isteğe bağlı kaynak tahsisi sağlamak için PostgreSQL veritabanına dayanıyor. Genişletme, talep üzerine ödeme, yerel SQL desteği. Bu yazıda, Tencent Cloud ServerlessDB ürününden sorumlu kişi, tüm geliştiricilere ilham vermeyi umarak, bu veritabanının arkasındaki tasarım detaylarını kiracı izolasyon teknolojisi, hızlı genişletme ve daraltma yetenekleri, bağlantı havuzu yönetimi vb.
Gerçek otomatik ölçeklendirme nasıl elde edilir?
Geleneksel veritabanları ile karşılaştırıldığında, bulut veritabanlarının esnek genişlemesi ve daralması ve kullandıkça öde faturalandırması, kullanıcıların bulut kaynaklarını talep üzerine kullanmalarına yardımcı olabilir, kaynak israfını önleyebilir ve büyük ölçüde maliyet tasarrufu sağlayabilir. Sistem uygulama ilkeleri açısından, bulut veri tabanları tarafından sağlanan mevcut "esnek çözümler" esasen bir tür stratejik esnekliktir, yani geliştiricilerin öncelikle ürünlerinin yükünü tahmin etmeleri gerekir, örneğin bir oyunun hangi aşamasında özellikle çok sayıda oyuncu vardır. Kalabalık düştüğünde, veritabanı talep planını ayarladıktan sonra, kapasiteyi buna göre manuel olarak ayarlayın.
Tahmin ne kadar rafine edilirse, bu "esneklik" "talep üzerine dağıtım" a o kadar yakın olur. Esnek genişletme ve daraltma yoluyla maliyetleri en aza indirmek için, çoğu geliştirici için zorluk oluşturan rafine tahmin ve otomatik tahsis gerçekleştirmek gerekir.
İyileştirilmiş tahmin, teorik olarak kullanıcıların bellek kaynakları, CPU kaynakları, IO kaynakları ve ağ kaynakları gibi çeşitli kaynaklar üzerinde bütünsel kararlar vermesini gerektirir. Kullanıcı erişim talepleri arttığında, veri tabanı kullanıcı talebinin özelliklerine göre farklı sistem kaynaklarını kullanır ve bu kaynaklar dinamik yanıtlar gerektirir ve sunucu tarafından kısıtlanmaz. Farklı kaynakların genişletilmesinin ve daralmasının tanecikliği, tek bir veri bloğu olan CPU çekirdeği kadar küçük olmalıdır. Şu anda, sıradan bulut veritabanı örnekleri genişleme ve daralma açısından nispeten geniştir. CPU performansını iyileştirmek için bellek boyutunun bu arada genişletilmesi gerekir.
Manuel düzenleme de bir zorluktur.Kullanıcı bir artış talep ettiğinde, kapasitenin genişletilmesi gerekir.Ancak, öngörülemeyen iş senaryoları için, artış ve azalma rastgele olur ve daha kesin ön değerlendirme, genişleme ve daralma daha sık görülür. İnce taneli otomatik kontrol elde edebilmek, genel verimliliği büyük ölçüde artıracaktır.
Tencent Cloud ServerlessDB'nin piyasaya sürülmesi, mevcut zorlukların tamamen üstesinden gelir ve en büyük avantajı, insan müdahalesi olmadan teknik düzeyde doğal, doğru ve esnek genişleme ve daralmaya ulaşabilmesidir.
Sunucusuz DB mimarisi diyagramı
Yukarıdaki şekil bu veritabanının teknik mimarisidir.Tencent Cloud ServerlessDB mimarisinde, veritabanına istemci erişimi Proxy katmanı aracılığıyla veritabanına iletilir ve veritabanı küçültülebilir veya genişletilebilir. Tencent Cloud ServerlessDB, teknik düzeyde gerçek esnek ölçeklendirme elde etmek için kiracı izolasyon ölçeklendirme ve bağlantı havuzu yönetimi teknolojilerini kullanır.
Kiracı izolasyon teknolojisi
Veritabanını bilenler, PostgreSQL'in birden çok veritabanı oluşturabileceğini ve birden çok veritabanı arasındaki verilere karşılıklı olarak erişilebileceğini bilmelidir. PostgreSQL'in Sunucusuzlaştırılması, veritabanları arasında birbirine erişim yeteneğini ortadan kaldırır ve harici hizmetler sağlamak için bir örnek olarak bağımsız olarak tek bir veritabanını çıkarır. Bu, Oracle 12C'deki PDB'ye benzer, ancak Tencent Cloud SunucusuzDB'nin teknik optimizasyonu çok daha öteye gider bu.
Farklı kullanıcılar bir grup veritabanı örneğini paylaştığında, kullanıcı erişiminin sınırı aşmamasını sağlamak gerekir, bu nedenle kullanıcıların izole edilmesi gerekir, bu da PostgreSQL çekirdeğinin dönüşümünü içerir. Tencent Cloud ServerlessDB, PostgreSQL çekirdeğine kiracı kavramını ekledi.Bir kiracı yalnızca bir veritabanını yönetebilir, ancak normal veritabanı kullanımından farklı değildir.Ayrıca birden fazla kullanıcıya sahip olabilir. Kendi ad alanları kümesine sahip bir kullanıcıya eşdeğerdir ve her kiracı kendi meta veri bilgilerini korur. Karşılıklı etkiden kaçınmak için, sistem tabloları da izole edilir ve her kiracının bilgileri ayrı ayrı saklanır.
Sunucusuz DB mantıksal mimarisi
Bu, Tencent Cloud ServerlessDB'nin kiracı izolasyonudur. Yukarıdaki şekilden de görebileceğiniz gibi, örnek, veritabanının ayrı kiracılara ayrıldığı ve her kiracının ayrı bir durumda olduğu bir konteyner olarak kullanılır. Veritabanı örneği, günlük okuma ve yazma, yapılandırma dosyası okuma, kontrol dosyası yenileme vb. Gibi yaygın işlemlerden sorumludur. Kiracı, kiracının meta veri bilgileri, kiracı türü ve diğer işlemler dahil olmak üzere veri dosyalarını ve geçici dosyaları saklar. Aynı örnek birden çok kiracıya genişletilebilir veri tabanı.
Bu, bir aile tarafından kullanılmak üzere çok odalı (veritabanları) büyük bir villa olarak kullanılan geleneksel bir PostgreSQL örneğine eşdeğerdir. Sunucusuz olduktan sonra, 100 dönümlük bir alanı kaplayan ve kullanıcıların kullanması için birçok odaya sahip büyük bir daireye yeniden inşa edildi.
Hızlı kapasite artırımı
Kiracı izolasyon teknolojisi farklı kiracılar arasında sınır ötesi erişim sorununu ortadan kaldırdıktan sonra, ServerlessDB, kapasite artırımı açısından kullanıcıların ayrıntılı kontrolünü nasıl sağlar?
İlk olarak, ServerlessDB, sunucu bilgi işlem kaynaklarını üç alana böler: sistem global alanı, veritabanı global alanı ve kaynak havuzu.Her alan birbirinden izole edilmiştir.
ServerlessDB genişletme ilkesi
Sistemin global alanının bilgi işlem kaynakları, işletim sisteminin kendi görevlerini işlemek için kullanılır; veritabanı global alanı, autovacuum, temizleme günlükleri, arşivleme günlükleri vb. Gibi veritabanı paylaşım görevlerinin işlenmesinden sorumludur; kiracı kaynak alanı, iş süreçleri gibi kalan kiracı işlemlerinden sorumludur. Hepsi kiracılara göre paketlenmiştir ve bir kiracı yalnızca bir kaynak alanını kaplar.
Kiracının veritabanına erişmek için herhangi bir bağlantısı yoksa, kiracıya herhangi bir kaynak yanıtı verilmez ve kaynak havuzunun bilgi işlem kaynakları meşgul olmaz. Bir kiracı bir veritabanı bağlantısı kurduğunda, yönetim ve kontrol kiracıya otomatik olarak minimum bir kaynak alanı birimi tahsis edecektir. Kullanıcının bilgi işlem kaynaklarına erişimi, kaynak alanındaki birimin% 80'ine ulaştığında, arka uç yönetimi ve denetimi, genişletme eşiğini artırmak için kaynak alanındaki mevcut bilgi işlem kaynaklarının üst sınırını otomatik olarak ayarlayacaktır. Şu anda, genişletme tamamen algılanamaz. Yanıt aynı zamanda gerçek zamanlıdır. Kullanıcının kaynak kullanım oranı% 20'den düşük olduğunda, kiracı kaynak alanı, kullanılabilecek bilgi işlem kaynaklarının üst sınırını otomatik olarak düşürür ve yedek bilgi işlem kaynakları, diğer kiracıların arayabilmesi için kaynak havuzuna yeniden gönderilir. Bu, CPU ve belleğin hızlı genişlemesini sağlamak için bilgi işlem kaynaklarıdır.
Bağlantı havuzu yönetimi
Mevcut uygulama formu başka bir sorunu da beraberinde getiriyor: bir bağlantı yeni bir süreç ekleyecek ve çok kiracılı mod, sunucunun kiracının kaynaklarını tüketmek için çok sayıda yeni işlem oluşturmasına neden olacak ve birden çok kiracının bağlantı sayısı yakında sunucuyu artıracaktır. Kaynaklar patlarsa ne yapmalıyım?
ServerlessDB, bağlantı havuzu kavramını sunar.Bir kiracının birden fazla bağlantısı bağlantı havuzuna eriştiğinde, aynı kiracının bağlantıları, bir kiracıdan veritabanı tarafına yalnızca bir bağlantı olmasını sağlayan bir veritabanı bağlantısı oluşturmak için bir bağlantı aracılığıyla bir araya getirilir. N'ye eşdeğer: 1. Veritabanı tarafında kurulan bağlantılar, farklı kiracıların etkisinden kaçınmak için kiracılar arasında kaynak izolasyon teknolojisi ile ayrılır ve bu da bağlantı havuzu yönetimi sorununu çözer.
Durum bilgisi olmadığı için, bağlantı havuzu performansı darboğaza ulaştıktan sonra bile, kullanıcılar kapasiteyi yatay olarak genişletebilir ve yük dengeleme isteklerini yükleyebilir, bu da bağlantı havuzu performans darboğazı nedeniyle genel hizmetin kullanılamamasını önleyebilir.
Az önce bahsettiğimiz örneğe dönecek olursak, geleneksel PostgreSQL veritabanı bir villa olduğunda, her misafirin onlar için ayrı bir garaj (oturum süreci) sağlaması gerekir.Ziyaretçi sayısı arttıkça, yetersiz park yeri sorunu yaşanacaktır. Daire apartmana dönüştürüldükten sonra özel olarak bir yer altı otoparkı (bağlantı havuzu) yapılmıştır.Her kiracı tek ailelik bir asansöre sahiptir.Aynı kiracıya gelen tüm ziyaretçiler bu asansörle odaya direk ulaşabilirler. Aynı kiracıyı ziyaret eden ziyaretçi sayısı bir asansör yeterli olmayacak şekilde artarsa, tek bir kiracının yüklenemeyecek kadar çok ziyaretiyle sorun yaşamaması için bir asansör inşa edilecektir.
Uygulama senaryoları ve uygulamaları
Aslında, sunucusuz konseptin temel değeri, hızlı dağıtım ve daha düşük kullanım maliyetlerinde yatmaktadır. Bu iki bakış açısından ServerlessDB'nin ana uygulama senaryosu küçük bir programdır.Bazı basit uygulamalar için arka plan geliştirilmesine bile gerek yoktur.
Salgın sırasında, büyük platformlar, Sunucusuz mimariye dayalı salgın izlemeyi hızla gerçekleştirebilen kendi salgın izleme işlevlerini başlattılar. PostgreSQL veritabanı, çok sayıda uzamsal ve coğrafi veri türünü destekleyen ve kalabalık konumlandırmaya dayalı olarak risk alanlarından otomatik olarak kaçınabilen özel PostGIS eklentisi gibi zengin eklenti uzantıları sağlar.
Sunucusuz, yalnızca ürün biçiminde ve kullanımında bir değişikliktir ve veritabanının kendi işlevi değişmemiştir. Bu veritabanını kullanma sürecinde, kullanıcılar veritabanının temel yeteneklerini sunucusuz bir hizmet olarak kullanırlar ve temeldeki veritabanının işleyişi ve bakımı ile ilgilenmeleri gerekmez.
Bugünün faydaları
Büyük kahve ile tanışın
CSDN tarafından teknik insanlar için oluşturulan yeni üst düzey diyalog sütunu "Büyük Kahve Geliyor" geliyor!
CSDN'nin kurucusu ve başkanı ve Geekbang Venture Capital'in kurucu ortağı Jiang Tao, Jingdong Group Teknoloji Başkan Yardımcısı, IEEE Üyesi, Jingdong Yapay Zeka Araştırma Enstitüsü Başkan Yardımcısı ve Derin Öğrenme ve Konuşma ve Dil Laboratuvarı başkanı He Xiaodong ile el ele verdi. Teknoloji CTO'su Hu Yichuan, Çin'de yapay zeka uygulamalarının ilk yılında geliştiricilerin ve işletmelerin gidişatından ve gelişim yönünden bahsetti!
