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1、挑战与应对分布式数据库在大规模部署阶段的概述在当今数字化时代的浪潮下,中国分布式数据库领域历经了多年的砥砺发展。通过持续的技术积累以及在实际落地项目中的反复打磨,已经逐步具备了足以支撑企业级核心业务场景的坚实能力,这也标志着分布式数据库基本完成了技术实验阶段的探索。自年起,分布式事务型数据库正式迈入大规模部署的新阶段。在这一关键阶段,我们可以清晰地观察到市场格局以及行业用户关注点的显著转变。金融、政府、交通等诸多行业作为数据库应用的重要领域,客户的关注焦点已不再局限于数据库的可用性、安全性以及稳定性等基础层面,而是更加注重数据库在实际运行中的性能表现、总体成本的控制以及后续运维工作的便捷与高效
2、。与此同时,客户也越发重视整个系统在长期运行过程中的稳定性,以及数据库供应商所具备的持续提供优质长期服务的能力。随着分布式事务型数据库大规模地在企业核心交易场景完成单轨切换,对数据库性能的要求被提升到了一个全新的高度。这不仅涉及到日常交易处理的高效性,还包括在高并发等复杂业务场景下的稳定运行能力,以及历史数据的迁入和后续管理工作。在大规模部署之后,企业发现分布式数据库所形成的大集群架构暴露出运维困难这一突出问题,给企业的信息化管理带来了新的挑战。大规模部署面临的新挑战复杂业务下高并发读写及混合负载挑战在当今数据量呈爆炸式增长的背景下,企业业务数据规模日益庞大。对于单表过百亿或者百TB级别以上的
3、数据处理场景,传统的数据库难以应对。传统数据库架构在处理如此海量的数据时,数据存储和检索机制往往难以满足高效处理的需求。特别是在面对高并发写入的业务场景时,传统数据库由于其自身架构的局限性,无法有效地处理大量并发写入请求,这不仅会导致写入操作的延迟增加,甚至可能出现数据丢失或数据不一致的情况。与此同时,海量存储所带来的高昂成本也是传统数据库难以克服的难题。存储设备的购置、维护以及数据管理等方面的费用,在面对海量数据时会急剧上升,使得企业在数据存储方面面临着巨大的经济压力。海量历史数据迁移与管理难题异构的历史库迁移或替换难题。许多企业在长期的信息化建设过程中,往往采用了多种不同类型的数据库系统来
4、满足不同业务部门的需求。这些异构的历史库在数据结构、存储方式以及访问接口等方面存在着显著差异。当企业决定采用分布式事务型数据库进行统一的数据管理时,如何将这些异构历史库中的数据准确、完整地迁移到新的分布式数据库环境中,成为一个极具挑战性的问题。在迁移过程中,需要确保数据的一致性、完整性以及业务逻辑的连贯性,任何一个环节出现差错都可能导致业务的中断或数据的错误应用。高并发系统带来的海量数据。在诸如物联网等新兴业务场景中,高并发系统每天会产生海量的设备采集数据、日志,数据庞大且增长速度极快。同时,根据监管要求,企业需要长期保留这些海量的交易记录,数据存储成本问题因而愈发突出。而且,企业在处理这些数
5、据通常要求具备实时查询功能,虽然离线数据方案在一定程度上可以降低成本,但因其无法满足实时业务查询的需求,因此无法简单地采用离线数据方案予以应对。这对分布式事务型数据库的存储和查询能力提出了更高的要求。大集群运维管理困境数据存储位置不透明在分布式数据库的大集群架构下,数据被分散存储在多个节点上。然而,对于运维人员来说,要清晰地了解每一份数据具体存储在哪个节点上并非易事。这种数据存储位置的不透明性,使得运维人员在进行数据管理、故障排查以及性能优化等工作时,难以准确地定位相关数据,从而增加了运维工作的难度和复杂性。问题诊断、定位困难当分布式数据库大集群出现故障或性能问题时,由于其复杂的架构和众多的节
6、点,要准确地诊断出问题所在并进行精准定位是一项极具挑战性的任务。不同节点之间可能存在着复杂的交互关系,一个节点的故障可能会引发一系列连锁反应,影响到整个集群的正常运行。而且,故障的表现形式可能多种多样,可能是数据丢失、响应延迟、系统崩溃等等,要从这些纷繁复杂的现象中找出真正的根因,需要运维人员十分熟悉产品的底层架构并具备丰富的实践经验。业务具备高增长性,同时业务访问数据的模式多变企业业务高速增长,业务访问数据的模式愈发复杂多变,使得业务对数据访问需求也相应改变。分布式数据库在此需灵活应变,要适应不同业务逻辑,处理多样数据访问模式,且可依业务发展动态调整架构与配置,以便在业务量突增时快速扩节点。
7、但当前不少分布式数据库在这方面能力尚待提升,面对快速变化业务需求,常难以及时有效响应。如业务新增复杂功能及数据类型时,部分数据库因调整不灵活,无法迅速适配而影响业务正常运作。分布式创新技术多点应对多主读写能力:高性能读写与透明分布式为应对复杂业务高并发读写及混合负载等挑战,分布式事务型数据库采用了一系列创新分布式能力多主读写能力使数据库可在多个节点同时进行读写操作,通过增加节点实现水平扩展,可线性提升系统读写吞吐及处理能力。这确保无论业务数据量如何增长,数据库系统读写性能都能满足业务需求。分布式数据库应%兼容原生数据库语法。许多企业在业务早期发展中已大量使用基于MySQL和PostgreSQL
8、的应用程序。企业如采用兼容原生MySQL/Post-greSQL语法的分布式数据库,可在不修改现有应用程序代码情况下,将单机 MySQL/PostgreSQL业务无损迁移到分布式数据库,真正实现对业务应用无入侵。同时,在使用时无需指定分片键,也无需手动分库分表,可极大简化数据库管理与使用流程,提高工作效率。数据压缩能力:降低存储成本且保障在线查询面对海量历史数据的存储难题,分布式数据库应具备高压缩比存储能力。通过采用根据数据特征自适应不同的数据压缩算法,能够将数据以更小的存储空间进行存储,从而有效降低存储成本。这种高压缩比的存储能力不仅适用于TB级别的数据,甚至可以支持PB级别的数据存储与处理
9、。同时,这种数据压缩能力并没有牺牲数据的在线查询功能,即使数据经过压缩存储,用户仍然可以在需要查询数据时,通过相应的查询工具和机制,实时地获取到所需的数据信息。这就满足了企业在处理海量历史数据时,既要降低存储成本,又要保证能够实时查询数据的双重需求。智能运维能力:智能分析诊断与自适应数据调度机制针对大集群的运维管理难题,分布式数据库引入基于GenAI的智能运维管理平台,依托容器化弹性伸缩、自适应数据调度、原生Online DDL等创新技术,帮助运维人员进行数据管理和故障排查,提高整体数据库系统的运行效率与稳定性。分布式事务型数据库应具备原生Online DDL能力,当用户需要在线进行库表结构变
10、更时,可直接执行原生语法的DDL操作而无须依赖外部工具组件,大部分常用类型DDL操作均不会阻塞业务的正常运行,变更结构后的库表对象也会由调度模块自适应重分布到合适的位置,全过程无须额外人工干预,极大提升了大规模分布式数据库集群的可运维性。借助容器化云原生技术,数据库弹性伸缩能力逐步提高,可依据业务负载变化自动弹性伸缩,调整自身规模与配置以适应不同业务需求,并且支持用户依业务逻辑灵活调整数据物理位置。该功能不仅支持用户依业务逻辑灵活调整数据分布,同时也支持自动热点调度以及容量均衡,两者相结合可有效避免数据倾斜现象,并确保各个存储节点的负载相对均衡,当业务数据频繁写入或读取时,热点数据能被自动识别
11、并自动调度到负载较轻的节点,防止单个或少数几个节点因承受过重压力而成为性能瓶颈,保障了整个数据库系统的高效稳定运行。大规模部署的核心能力要求高并发场景应对随着企业业务的发展,高并发场景越来越常见。以电商平台为例,在促销活动期间,平台可能会面临数以万计甚至数十万计的并发访问请求。因此,大规模部署的分布式数据库必须能够有效应对高并发情况。这就要求数据库具备高效的并发处理机制,能够在短时间内处理大量的并发请求,同时保证数据的一致性和完整性。平滑替换能力当企业决定采用分布式数据库替代原有的数据库系统时,迁移成本是一个需要重点考虑的因素。首先,新的分布式数据库应该能够与企业现有的应用程序、操作系统等环境
12、兼容,以确保业务的正常运行;其次,理想的分布式数据库应该能够实现对业务应用无入侵,即企业无需对现有应用程序进行大量修改即可以完成迁移;同时,理想状态下企业在使用分布式数据库时,不需要过多地关注其分布式的实现细节,即可以像使用传统数据库一样方便地进行操作和管理。数据存储压缩在当今大数据时代,企业面临着海量的数据处理需求。大规模部署分布式数据库首先需要具备处理大数据量的能力。通过采用先进的数据压缩技术,如上文所述的高压缩比存储能力,可以将大量的数据以更小的存储空间进行存储,从而有效地降低存储成本。这不仅可以缓解企业在数据存储方面的经济压力,还可以提高数据的存储效率和管理效率。便捷弹性扩展性企业的业
13、务是不断发展变化的,大规模部署的分布式数据库必须具备良好的扩展性和弹性。当业务增长需要增强数据库的处理能力时,应该能够通过诸如增加节点、扩充存储、在线DDL等方式,便捷地实现扩展。同样,当业务需求减少时,也应该能够方便地进行收缩,以求降低运营成本。这种便捷实现的扩展性和弹性,可以保证企业在不同的业务发展阶段都能合理地利用数据库资源,提高企业的经济效益。HTAP能力在当今企业的业务场景中,既有大量的事务处理需求,也有分析查询需求。因此,大规模部署的分布式数据库还需要具备HTAP(混合事务和分析处理)能力。这意味着数据库既要能够高效地处理事务性业务,如订单处理、资金转账等,又要能够快速地进行分析查
14、询,如数据报表生成、市场分析等。具备HTAP能力的分布式数据库可以满足企业在同一数据库平台上同时进行事务处理和分析查询的需求,从而提高企业的业务效率和管理效率。结论分布式数据库技术在不断发展创新的过程中,已经逐渐具备了应对大规模部署阶段诸多挑战的能力。通过采用诸如分布式能力提供高性能读写且做到透明分布式、数据压缩能力降低存储成本且支持在线查询、智能分析诊断和自适应数据调度等创新技术,分布式数据库能够在复杂业务高并发读写和混合负载、海量历史数据的迁移和管理、大集群的运维管理等方面取得较好的成效。同时,大规模部署分布式数据库所需具备的大数据量处理、高并发应对、低迁移成本、便捷扩展性和HTAP能力等
15、方面,也通过不断的技术改进和完善得到了一定程度的满足。这些都表明分布式数据库技术在满足业务高速发展需求方面已经取得了显著的进步,能够为企业提供更加高效、稳定、经济的数据库解决方案,助力企业在数字化转型进程中持续发挥重要作用,推动行业数字化的持续发展。推荐腾讯云TDSQL(TDStore 引擎版)腾讯云数据库TDSQL(TDStore 引擎版)是TDSQL产品系的最新一代关系型分布式数据库,采用容器化云原生架构,提供集群高性能计算能力和低成本海量存储;透明分布式全面兼容MySQL语法,可实现单机数据库向分布式数据库无缝升级。TDSQL TDStore引擎版广泛适用于金融、电商、社交、零售、物联网
16、等行业的高并发海量数据业务场景。其核心优势包括:多节点高性能读写:不同于传统数据库的主从模式,TDStore引擎版计算层为多主模式,每个计算节点均可读写。用户可以随着业务量的增长而弹性扩展和存储节点,单实例可支撑千万级QPS流量,帮助用户应对突如其来的业务峰值压力。透明分布式:TDStore引擎版可以全面兼容原生MySQL语法。使用时无需指定分区键,无须手动分库分表。单机MySQL的业务可以无损迁移到TDStore 上,真正实现对业务应用无入侵。低成本海量存储:TDStore存储层基于LSM-Tree+SSTable结构存放和管理数据,具有极高的压缩率。对比InnoDB存储引擎,TDStore
17、引擎版最高可实现高达倍的压缩率。TDStore引擎版能有效降低海量数据的存储成本,单实例可支撑PB级别的存储量。原生Online DDL:TDStore支持原生Online DDL操作,用户在业务运行过程中有动态更改表结构的需求时,无须依赖外部工具组件,直接使用原生MySQL DDL语句便可完成。并且对于大部分类型DDL,TDStore引擎版均不阻塞业务的正常DML请求。数据位置感知:TDStore支持用户可根据业务逻辑灵活调整数据物理位置,可有效的分散热点数据,优化查询下推,指定容灾策略,从而提升性能和可靠性,实现数据智能调度。丰富的平台生态:TDStore引擎版拥有丰富平台生态,涵盖智能D
18、BA、自动化运营等配套设施,有数据传输服务DTS-DBbridge等SaaS工具,还与Ten-centOS深度优化适配,并携手生态伙伴,共同助力企业实现高效数据管理与业务发展。DTS数据迁移工具:DTS可将HBase等多种异构数据精准、高效且安全地迁入TDSQL,不停服迁移减少业务中断,可视化便捷操作,确保数据一致性与传输高效性。数据旁路导入:TDStore引擎版能够以极致的性能灌入数据,避开数据库常规核心流程,直接在存储层高效处理数据。无论是海量小文件还是大规模数据,均可实现快速、稳定且精准的导入,大幅缩短数据迁移时间,全面提升系统整体性能与响应速度。关于 IDC国际数据公司(IDC)是在信
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