MySQLTaurus技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)

本篇內(nèi)容介紹了“MySQL Taurus技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)”的有關(guān)知識(shí)，在實(shí)際案例的操作過程中，不少人都會(huì)遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

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云原生數(shù)據(jù)庫技術(shù)趨勢

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)已有 30 多年的歷史，專為本地部署，本地存儲(chǔ)和單機(jī)數(shù)據(jù)庫實(shí)例而設(shè)計(jì)和優(yōu)化，此后很長一段時(shí)間內(nèi)，該體系結(jié)構(gòu)未針對公有云環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化。在公有云環(huán)境下，計(jì)算和存儲(chǔ)通過網(wǎng)絡(luò)分離以支持多租戶數(shù)據(jù)庫實(shí)例并 scale out 向兩端擴(kuò)展；并不要求單個(gè)節(jié)點(diǎn)的高可靠性。

舉例來說，假設(shè)一個(gè)本地?cái)?shù)據(jù)庫的每個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例都有本地存儲(chǔ)，為了支持高可用性，通常部署一個(gè)備實(shí)例并使用數(shù)據(jù)庫內(nèi)部復(fù)制機(jī)制將數(shù)據(jù)庫日志（MySQL binlog）發(fā)送到備實(shí)例重建數(shù)據(jù)庫副本。目前，大多數(shù)云廠商都采用類似機(jī)制來支持云數(shù)據(jù)庫高可用性。但是，這種內(nèi)部復(fù)制機(jī)制并沒有利用云存儲(chǔ)已經(jīng)通過存儲(chǔ)層復(fù)制提供的可靠性，這導(dǎo)致大量存儲(chǔ)和帶寬浪費(fèi)。實(shí)際上，備數(shù)據(jù)庫實(shí)例可以通過云存儲(chǔ)與主實(shí)例共享數(shù)據(jù)，不僅可以節(jié)省磁盤空間和帶寬，還可以為云數(shù)據(jù)庫服務(wù)提供快速 RTO。

很明顯，在將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫遷移上云時(shí)，需要重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。過去幾年，主要云供應(yīng)商，比如 AWS 和阿里云，已經(jīng)做了部分工作。預(yù)計(jì)未來幾年，更多云和數(shù)據(jù)庫供應(yīng)商將遵循這一趨勢，構(gòu)建某種形式的云原生數(shù)據(jù)庫技術(shù)。此外，Gartner 預(yù)測，到 2019 年，90％的云數(shù)據(jù)庫架構(gòu)將支持計(jì)算和存儲(chǔ)分離。

值得注意的是，除了基于云環(huán)境的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)重新設(shè)計(jì)之外，這一領(lǐng)域還存在兩大趨勢：

• 在云原生數(shù)據(jù)庫中利用新硬件：如新硬件和RDMA。這些都是活躍的研究領(lǐng)域，然而除了充當(dāng)緩存和計(jì)算機(jī)與存儲(chǔ)之間的快速鏈接之外，到目前為止，我們還沒有看到任何其他的突破性。

• 基于即時(shí)和歷史收集的數(shù)據(jù)，使用ML（機(jī)器學(xué)習(xí)）和統(tǒng)計(jì)技術(shù)來幫助管理和自我調(diào)整云數(shù)據(jù)庫，包括但不限于數(shù)據(jù)庫實(shí)例自動(dòng)伸縮和參數(shù)設(shè)置和自動(dòng)調(diào)整，異常檢測等。

云上 MySQL 的不足

當(dāng)前，對于 RDS for MySQL，各大云廠商基本都采用主備高可用模式、主備間使用 Binlog 復(fù)制，該架構(gòu)下每添加一個(gè)從庫都需要全棧式資源，這導(dǎo)致了一些問題：

1、資源浪費(fèi)

備庫往往不承擔(dān)流量；復(fù)制線程會(huì)消耗主庫 / 從庫計(jì)算資源，造成計(jì)算資源浪費(fèi)；EVS 的 3 副本冗余機(jī)制下，N 個(gè)備庫最大需要 3*(N+1) 個(gè)副本，造成存儲(chǔ)資源浪費(fèi)以及多種數(shù)據(jù)需要走存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行刷盤，造成網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)等。

2、擴(kuò)展性不佳

添加只讀時(shí)需要拷貝數(shù)據(jù)，重放 binlog，對于大數(shù)據(jù)量情況下速度很慢，尤其是采用本地盤方案。主從復(fù)制延遲問題會(huì)讓主備倒換受影響，難以保證 RTO。此外，采用物理備份、邏輯備份時(shí)備份恢復(fù)速度很慢， 1T 以上數(shù)據(jù)量都以小時(shí)計(jì)，使得數(shù)據(jù)庫擴(kuò)展性受限。

華為云 RDS 架構(gòu)演進(jìn)

華為云 Taurus 與 Amazon Aurora 數(shù)據(jù)庫進(jìn)化的方向是一致的，然而進(jìn)化路徑各有不同，這是由各自的數(shù)據(jù)庫云服務(wù)實(shí)現(xiàn)方式不同所決定的。華為云 RDS MySQL 有如下幾個(gè)版本，這些產(chǎn)品形態(tài)滿足不同的用戶業(yè)務(wù)場景，具有不同的特點(diǎn)，可以進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)。

MySQL 單機(jī)版

MySQL 單機(jī)版采用數(shù)據(jù)庫計(jì)算節(jié)點(diǎn)和存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)分離的方式，利用云盤數(shù)據(jù)本身的可靠性和多副本的特性，同時(shí)也利用 ECS 云服務(wù)器虛擬化來提升標(biāo)準(zhǔn)化部署、版本和運(yùn)維管理效率，能夠滿足低端用戶不太注重高可用服務(wù)的業(yè)務(wù)場景。

MySQL 主備版

MySQL 高可用版則是針對企業(yè)級用戶提供的高可用數(shù)據(jù)庫版本，提供 99.95% 的 SLA 保障。采用 Active-Standby 高可用架構(gòu)，主節(jié)點(diǎn)和備節(jié)點(diǎn)之間通過 MySQL Binlog 進(jìn)行數(shù)據(jù) Replication。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，備節(jié)點(diǎn)接管服務(wù)。同時(shí)還支持最多 5 個(gè)只讀節(jié)點(diǎn)，支持負(fù)載均衡的數(shù)據(jù)讀寫分離的訪問方式。

MySQL 金融版

MySQL 金融版是針對金融行業(yè)等高端用戶設(shè)計(jì)的高可用、高可靠云服務(wù)產(chǎn)品。一主兩備三節(jié)點(diǎn)架構(gòu)，可跨 AZ 部署，任意一臺(tái)服務(wù)器宕機(jī)不影響業(yè)務(wù)可用性；基于 Paxos 協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了分布式下數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性，擁有更加優(yōu)異的故障恢復(fù)時(shí)間，滿足數(shù)據(jù)容災(zāi)備份等業(yè)務(wù)場景的需求。

Taurus 的進(jìn)化

Taurus 采用計(jì)算與存儲(chǔ)解耦的技術(shù)架構(gòu)，同時(shí)可以最多支持 15 個(gè)只讀節(jié)點(diǎn)。主節(jié)點(diǎn)和只讀節(jié)點(diǎn)之間是 Active-Active 的 Failover 方式，計(jì)算節(jié)點(diǎn)資源得到充分利用，由于使用共享存儲(chǔ)，進(jìn)一步降低了用戶使用成本。

Taurus 的設(shè)計(jì)思想有幾個(gè)大的革新：

• 將部分計(jì)算能力卸載到存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)

• 軟硬件深度優(yōu)化，充分利用 RDMA 網(wǎng)絡(luò)、NVME SSD 等硬件優(yōu)勢

• 日志即數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng) RDS for MySQL 相比，不再需要刷 page，所有更新操作都記錄日志，不再需要 double
  write，減少了網(wǎng)絡(luò)通信。

另外在 DB Server 設(shè)計(jì)上，完全擁抱開源生態(tài)，完全兼容 MySQL 8.0。

華為云 Taurus 和 Amazon Aurora 的一個(gè)共同設(shè)計(jì)哲學(xué)就是，先推出一寫多讀的版本，根據(jù)市場需求，適時(shí)推出多寫版本，滿足絕大多數(shù) OLTP 應(yīng)用場景和性能要求。

Taurus 架構(gòu)設(shè)計(jì)原則：

采用華為下一代云存儲(chǔ)（DFV）作為快速，可擴(kuò)展，可靠和共享數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。不復(fù)制存儲(chǔ)層中的已有功能，例如，數(shù)據(jù)復(fù)制，跨 AZ 可靠性，數(shù)據(jù)清理。

• 單個(gè)數(shù)據(jù)庫集群應(yīng)該只需要一份足夠可靠的數(shù)據(jù)庫副本集。所有只讀副本共享存儲(chǔ)在云存儲(chǔ)中，甚至跨
  AZ，數(shù)據(jù)庫層中沒有邏輯復(fù)制。一寫多讀，沒有獨(dú)立的備用實(shí)例。主節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障轉(zhuǎn)移時(shí)，只讀副本可以切換到接管主服務(wù)器。

• 記錄為數(shù)據(jù)庫。僅順序?qū)懭胍宰钚』?SSD 磨損（避免寫入放大）

• 只有數(shù)據(jù)庫日志通過網(wǎng)絡(luò)從數(shù)據(jù)庫計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)寫入 DFV 存儲(chǔ)層。沒有頁面檢查點(diǎn)和刷新跨網(wǎng)絡(luò)，沒有雙重寫入?；?DFV
  存儲(chǔ)層內(nèi)的數(shù)據(jù)庫日志重建數(shù)據(jù)面，以避免繁重的網(wǎng)絡(luò)流量。

• 基于跨 DFV 存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的切片策略對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分區(qū)，以支持大型數(shù)據(jù)庫卷。單個(gè) DFV
  存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)管理來自不同數(shù)據(jù)庫集群實(shí)例的多個(gè)分片，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)容量和處理能力的無限擴(kuò)展。

Taurus 數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)剖析

Taurus 架構(gòu)

如圖所示，Taurus 是一個(gè)分布式集群架構(gòu)設(shè)計(jì)，采用計(jì)算與存儲(chǔ)分離的設(shè)計(jì)理念，滿足公有云計(jì)算環(huán)境下用戶業(yè)務(wù)彈性擴(kuò)展的剛性需求。數(shù)據(jù)庫計(jì)算節(jié)點(diǎn)和存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間采用高速網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，并通過 RDMA 協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使得 I/O 性能不再成為瓶頸。

數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)采用和 MySQL 完全兼容的設(shè)計(jì)。主節(jié)點(diǎn)和只讀節(jié)點(diǎn)之間采用 Active-Active 的 Failover 方式，提供 DB 的高可用服務(wù)。同時(shí) ，DB Server 之間僅需同步 Redo log 相關(guān)的元數(shù)據(jù)信息。

1. SQL Nodes

2. 管理客戶端連接、解析 SQL 請求,、分析執(zhí)行計(jì)劃并執(zhí)行和管理事務(wù)隔離級別

3. 一主多讀

4. 主庫和只讀松耦合

5. 主庫和只讀通信少

6. 快速 Failover

7. 引入內(nèi)核中的一些特性
   Query result cache
   Query plan cache
   Online DDL

SQL Replication

只讀節(jié)點(diǎn)在本地 buffer pool 中維護(hù)數(shù)據(jù)頁的多個(gè)版本

• 減少從存儲(chǔ)的遠(yuǎn)端讀取數(shù)據(jù)頁

主庫交互

• MVCC: 同步主庫當(dāng)前活躍事務(wù)列表

• 頁失效: 接收主庫頁失效列表

高速網(wǎng)絡(luò)下的 RDMA 協(xié)議

部署 RoCE RDMA 以減少網(wǎng)絡(luò)延遲并增加帶寬。在單個(gè) AZ 中，Taurus 可以利用高速網(wǎng)絡(luò)（RDMA）來獲得更新和讀取的低延遲存儲(chǔ) I/O，這對于低客戶端連接方案非常有用。

存儲(chǔ)抽象層 (SAL)

存儲(chǔ)抽象層 (SAL) 是邏輯層，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和 SQL 前端、事務(wù)、查詢執(zhí)行等進(jìn)行隔離。由一組容量和處理能力按需擴(kuò)展的分片節(jié)點(diǎn)組成，SAL 將所有 SQL 節(jié)點(diǎn)需要的數(shù)據(jù)頁按分片管理和橫向擴(kuò)展。隨著數(shù)據(jù)庫規(guī)模的增長，可用資源（存儲(chǔ)、內(nèi)存）隨著分片創(chuàng)建按比例增長。數(shù)據(jù)處理本地化，數(shù)據(jù)密集型操作是在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上按分片服務(wù)執(zhí)行。

Taurus Storage

Taurus 存儲(chǔ)基于華為云存儲(chǔ) DFV 持久層。DFV 持久層集群包括多個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)包含多個(gè) SSD 設(shè)備和適應(yīng) SSD 介質(zhì)的 append 存儲(chǔ)服務(wù)進(jìn)程。 DFV 持久層為 SQL 節(jié)點(diǎn)提供存儲(chǔ)接口。

Taurus 采用日志化方式處理 SQL 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，即通常表述的“日志即數(shù)據(jù)”。數(shù)據(jù)組織采用面向 SSD 重新設(shè)計(jì)的 Append 模式，顯著減少系統(tǒng)寫放大，減少存儲(chǔ)時(shí)延。同時(shí)，在 Append 模式下，數(shù)據(jù)回滾和回檔變得非常快速。

Taurus 核心競爭力

成本更低

與傳統(tǒng) RDS for MySQL 相比，只有一份存儲(chǔ)。添加只讀節(jié)點(diǎn)時(shí)，只需添加計(jì)算節(jié)點(diǎn)，無需額外購買存儲(chǔ)。只讀節(jié)點(diǎn)越多，節(jié)省的存儲(chǔ)成本越多。

擴(kuò)展性、可靠性更高

• 橫向擴(kuò)展更快。Taurus 采用共享存儲(chǔ)，只需添加計(jì)算節(jié)點(diǎn)，無論多大數(shù)據(jù)量，只需 5 分鐘左右，并且支持 15 個(gè)只讀.

• 縱向擴(kuò)展更快。容器化部署，規(guī)格變更更快。

• 主從倒換時(shí)間更快。 消除了復(fù)制延遲，RTO 有保證。

• 數(shù)據(jù)庫 Crash 恢復(fù)更快。

• 性能更強(qiáng)

軟硬結(jié)合，基于硬件：Hi1822 卸載，NVMe SSD，RDMA，同時(shí)內(nèi)核進(jìn)行優(yōu)化：去掉 double write，Query Cache/Plan Cache 優(yōu)化，Innodb Lock Management 優(yōu)化，Audit Plugin 效率優(yōu)化，性能達(dá)到原生 MySQL 的 7 倍。

備份恢復(fù)更快

專為 Taurus 引擎定制的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，極大提升數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)性能

• 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)快照處理能力。AppendOnly vs. WriteInPlace，數(shù)據(jù)天然按多時(shí)間點(diǎn)多副本存儲(chǔ)，快照秒級生成，支持海量快照。

• 任意時(shí)間點(diǎn)快速回滾?；诘讓哟鎯?chǔ)系統(tǒng)的多時(shí)間點(diǎn)特性，不需增量日志回放，可直接實(shí)現(xiàn)按時(shí)間點(diǎn)回滾。

• 并行高速備份、恢復(fù)。備份及恢復(fù)邏輯下沉到各存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，本地訪問數(shù)據(jù)并直接與第三方存儲(chǔ)系統(tǒng)交互，高并發(fā)高性能。

• 快速實(shí)例恢復(fù)。通過異步數(shù)據(jù)拷貝 + 按需實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加載機(jī)制， Taurus 實(shí)例可在數(shù)分鐘內(nèi)達(dá)到完整功能可用。

“MySQL Taurus技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí)可以關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章！

文章題目：MySQLTaurus技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)
轉(zhuǎn)載源于：http://muchs.cn/article42/ihgshc.html

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