阿里云-陈宗志-PolarDB云原⽣数据库.pdf

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1、技术揭秘PolarDB云原数据库陈宗志(暴跳)录背景数据库体系演进 PolarDB VS Aurora PolarDB 架构01核技术共享存储 物理复制 一写多读02内核优化锁优化 IO路径优化 并行InnoDB03企业功能04备份恢复 Parallel Query Global Database HTAP 多租户多写背景01录背景数据库体系演进 PolarDB VS Aurora PolarDB架构01核技术共享存储 物理复制 一写多读02优化锁优化 IO路径优化 并行 InnoDB03企业功能备份恢复 Parallel Query Global Database HTAP 多租户多写04背

2、景-数据库体系演进SQLNoSQLNewSQL关系+可扩展No关系+可扩展关系+不可扩展既要又要还要背景-数据库体系演进-分NewSQL归根结底是要做分片，而对分片的层次选择也是不同主流方案的根本区别背景-数据库体系演进-主流案对PolarDB与Aurora倾向于更好的兼容生态，向用户屏蔽分片细节，而Spanner倾向于牺牲兼容来获取更高的可扩展性。背景-数据库体系演进-Share Storage传统数据库部署方式中，主从各自都维护一份独立的数据，通过Binlog来同步共享存储的云数据库中，主从共享一份数据共享存储方式让节点共享一份数据背景-数据库体系演进-PolarDB VS AuroraA

3、urora12年，网络是瓶颈减少带宽（REDO即数据）分片分担更多的存储功能PolarDB15年，RDMA出现，网络接近总线带宽减少软件栈开销（ByPass Kernel）上层耦合小，横向网络少设计背景重点较优势PolarDB和Aurora方案接近，都属于Share Storage，但也有一些差别 一组Chunk Server通过RDMA硬件连接在一起，对上层提供块设备接口 DB阶段通过RDMA挂载在同一组Chunk Server虚拟的设备上 Primary节点以读写模式挂载，Secondary节点以只读模式挂载背景-PolarDB 整体架构背景-PolarDB 优势容量分布式共享存储突破机器

4、容量限制性能新硬件+Bypass Kernel极致弹性分钟级增加只读节点，零数据拷贝在兼容传统数据库生态的同时，获得了突破性的优势录背景数据库体系演进 PolarDB VS Aurora PolarDB架构01核技术共享存储 物理复制 一写多读02优化锁优化 IO路径优化 并行 InnoDB03企业功能04备份恢复 Parallel Query Global Database HTAP 多租户多写核技术-共享存储-整体架构 PolarDB通过libpfs挂载到PolarStore上 请求按Chunk为单位拆分，通过PolarSwitch分发到对应的ChunkServer ChunkServer

5、维护一组Chunk，并通过ParalleRaft保证副本一致 PolarCtl维护集群元信息并负责PolarSwitch和ChunkServer的元信息更新。核技术-共享存储新硬件Bypass KernelParalleRaftNVME(Non-Volatile Memory Express)接近内存的访问性能 顺序访问和随机访问差距不大 RDMA(Remote Direct Memory Access)核技术-共享存储-新硬件核技术-共享存储-Bypass Kernel用户态IO SPDK 避免上下文切换，消除锁 绑定CPU 循环polling event from RDMA and NVM

6、e核技术-共享存储-ParalleRaft核技术-物理复制逻辑复制的复制方式是自上而下的，Secondary上的重放逻辑完整地走了从Server到InnoDB的写链路。物理复制的复制方式是自下而上的，从共享存储中读取并重放REDO，重放过程会直接修改Buffer Pool中的Page，同步B+Tree及事务信息。核技术-物理复制-实时同步减少份志写实时同步，不需要等事务提交核技术-物理复制-整体架构核技术-物理复制跨节点MVCC内存维护一致性视图核技术-写多读一写多读，分钟级增加RO节点录背景数据库体系演进 Pol