为什么你需要云原生数据库

作者：木木TM翻译 2020-02-25 17:04:05

数据库

云计算

云原生 数据库一直是应用开发中非常重要的一部分。从MySQL到亚马逊的RDS(关系型数据库服务，Relational Database Service)，业界有很多数据库系统供开发者存储、查询和管理数据。随着海量计算的持续发展，给传统数据库带来了不少挑战，而云原生数据库却可以应对这些挑战。

数据库一直是应用开发中非常重要的一部分。从MySQL到亚马逊的RDS(关系型数据库服务，Relational Database Service)，业界有很多数据库系统供开发者存储、查询和管理数据。随着海量计算的持续发展，给传统数据库带来了不少挑战，而云原生数据库却可以应对这些挑战。

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什么是云原生数据库

简单来说，云原生数据库，是一种通过云平台进行构建、部署和分发的服务。这种云原生属性是它相比于其他类型数据库最大的特点。作为一种云平台，云原生数据库以PaaS(平台即服务, Platform-as-a-Service)的形式进行分发，也经常被称作DBaaS(数据库即服务, DataBase-as-a-Service)。用户可以将该平台用于多种目的，例如存储，管理和提取数据。

云原生数据库通常通过在云基础设施之上安装数据库软件来实现，这种方式使得云原生数据库具备了传统数据库所不具备的直接访问性和运行时可伸缩性。随着云原生数据和海量计算的重要性不断提高，人们空前重视通过部署这种服务为企业提供增强的可靠性和可伸缩性。

为什么选择云原生数据库

虽然要做出将本地数据迁移到云原生数据库的决定并不容易，但是根据预测，到2022年，83%的企业负载将运行在云中，所以云化无疑代表了未来。

选择云原生数据库有以下几个优点：

• 易处置性简单来讲，易处置性是指数据库在无需事先通知的情况下，即时处理崩溃或启动进程的能力。尽管现在有先进的技术，但是像磁盘故障、网络隔离故障，以及虚拟机异常等，仍然不可避免。
• 对于传统数据库，这些故障尤其有害，因为用单个机器运行整个数据库，即便一个很小的问题都可能影响所有功能。而云原生数据库的设计具有显著的易处置性，即允许虚拟机在即时通知下立即重启或重新调度。实际上，易处置性已从单个虚拟机扩展到了整个数据中心。随着我们的环境持续朝着更加稳定的方向发展，云原生数据库将发展到对此类故障无感知的状态。
• 增强的安全性 DBaaS运行在受高度监控和安全的环境里，受到反恶意软件、反病毒软件和防火墙的保护。除了全天候的监控和定期的软件升级以外，云环境还提供了额外的安全性。相反，传统数据库容易遭受数据丢失和被不受限制的访问。基于服务提供商通过即时快照副本提供的数据能力，用户可以达成“RPO=0，RTO<60秒”的目标。
• 可扩展性能够在运行时进行按需扩展的能力是任何企业成长的先决条件。因为这种能力让企业可以专注于追求商业目标，而不用担心存储空间大小的限制。
• 传统数据库将所有文件和资源都存储在同一主机中，而云原生数据库则不同，它不仅允许你以不同的方式存储，而且不受存储问题的影响。
• 更好的可访问性传统数据库最重要的限制之一，是它只能通过连接数据库系统本身进行访问。而云原生数据库提供对数据库全天候的访问，以便你随时进行任何修改，而你只需要一个可以访问internet的计算机。这样一来，就消除了可能发生的潜在的延迟，同时也为多个开发人员之间的协作开辟了途径。
• 显著的成本节约建立一个数据中心是一项独立而完备的工程，需要大量的硬件投资，还需要能可靠管理和维护数据中心的训练有素的运维人员。此外，持续的运维会给你的财务带来相当大的压力。而使用云原生的DBaaS平台，你可以以较低的前期成本，获得一个可扩展的数据库，这可以让你腾出双手，实现更优化的资源分配。

像分布式数据库一样，云原生数据库是未来

技术的发展已经演进成了一个超链接的环境，在这个环境中，数百万的用户跨多种设备使用着各种应用、软件和不同的程序。用户不仅希望他们始终在线、响应迅速，而且希望给他们提供无缝的使用体验。考虑到维护此类复杂系统会不可避免地出现波动和故障，传统数据库正面临着艰巨的挑战，以确保可用性和正常运行时间。

想想你每天使用的应用程序的数量——从WhatsApp这种即时消息应用到诸如Salesforce之类的高度专业化的应用，你都需要一个安全的登录功能、用户配置文件、自定义功能、关系数据库、内容交付网络，以及其他几个组件。所有这些功能都需要紧密协作以提供客户期望的用户体验水平。而这正是云原生分布式数据库可以为用户提供可靠解决方案的场景。

什么是分布式数据库

顾名思义，分布式数据库是由多个相互连接的数据库组成的集合，这些数据库组合在一起形成一个面向用户的单个数据库。实际上，他们分布式在各个数据中心，通过中央服务器进行通信。

正如微软的著名工程师布伦丹•伯恩斯(Brendan Burns)在其著作《设计分布式系统》(Designing Distributed Systems)中所说：“这些系统越来越重要，这意味着必须基于冗余、容错和高可用来构建这些在线系统。这些要求的融合导致需要构建的分布式系统数量增加了一个数量级。”

为什么分布式数据库是事关“是否”而非“何时”的问题

数据库提供了用于高级的数据处理和分析的结构和组织，没有现代化的数据库，你将无法将业务逻辑应用到功能中，而这将使你的网站或应用程序变得无用。

所以专家们一致认为，构建在云中的分布式数据库代表了数据库的发展趋势。因此，云原生数据库的优势，加上分布式数据库的效率，代表了未来理想的解决方案。

以下是你可能考虑采用分布式数据库系统的一些原因：

• 水平可伸缩性在选择正确的数据存储方式时，可伸缩性是一个重要的考虑因素。这就是云原生分布式数据库是理想解决方案的原因，因为它允许企业轻松扩展。分布式数据库的关键特性之一是跨不同数据源的计算过程彼此独立，这使得按需添加节点和调整功能变得非常容易。选择以如此大规模提高计算能力是一个强大的增长手段，它使现代企业能够以前所未有的方式在全球发展。
• 没有单点故障衡量应用程序性能的唯一标准是它为最终用户提供的用户体验水平。对于传统数据库，由于高度的相互依赖，中央服务器的单个问题会损害工作负载的可用性。如果一台(唯一的)服务器出现故障，则可能导致整个应用程序崩溃，而这将导致用户体验指标急剧下降。鉴于数据库系统的复杂性，而服务器崩溃是不可避免的，这进一步破坏了传统数据存储的方法。相反，由于数百台计算机服务器相互配合工作，因此分布式数据库可以确保即使多个节点发生故障，应用程序仍能继续正常运行。即使部分功能受到影响，整体功能却能正常运行。
• 增强的性能潜力应用程序每秒都要面对数百个针对数据库的请求，这需要强大的处理能力。对于传统的方式，可能会导致性能问题、用户界面延迟等，从而影响整体的用户体验。比如，异常多的请求甚至可能导致应用程序崩溃。而在云原生的分布式数据库中，工作负载和访问请求被分散到多个服务器和计算机系统上。这意味着每个任务都由特定系统处理，而不是通过单个系统处理。因此，数据库持续无缝地工作，并提高了工作效率。分布式数据库中的每个请求和工作负载都是并行完成的，然后将其执行结果返回给中央服务器，以便在数据库的用户端实时更新。

结论

应用程序和软件开发正在经历一场云原生的变革，从编排、管理到分析，所有的东西都开始在云上从头构建。作为现代应用程序最重要的特征之一，专家们自然会建议从传统方式向分布式数据之类的现代化、云原生方式转变。由于在功能和可靠性上优于传统数据库，再加上增强的可伸缩性，云原生数据库无疑代表了数据库的未来。