一、出現的背景及PolarDB簡介

        阿里雲，中國第一家擁有完整雲端計算能力的企業。

        2015年，在計算界的奧運會Sort Benchmark中，阿里雲端計算100TB資料排序只用了不到7分鐘，把ApacheSpark之前創造的23分鐘世界紀錄一下子縮短了一多半。這說明，中國人研發的雲端計算系統不僅成功了， 而且不比世界上任何現存的雲端計算系統差。

        成功登頂的“雲梯2”，後來更名為ODPS，“加冕”成為了阿里巴巴各項業務通用的大資料計算平臺。ODPS驗證成功之後，阿里立刻啟動“登月計劃”，把所有資料和計算都遷移到飛天為基礎的系統上，全盤替代IOE和雲梯1。2013年5月，阿里巴巴最後一臺小型機下線。7月，淘寶最後一個Oracle資料庫下線。阿里巴巴這臺戰車，用了五年時間，在超高速行駛中，沒有踩一腳剎車，成功更換了發動機。因為突破了技術瓶頸，在5K之後，ODPS只用了幾個月就衝上了單機群10K，進而實現了無限制擴充套件。到2018年，已經更名為MaxCompute的ODPS達到了數萬臺的規模。

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        在晶片領域，我們面對美國壟斷只得眼睜睜地靜默。

        在作業系統領域，我們面對美國的背影只能艱難追趕。

        但是在雲端計算這片土地上，從王堅帶著一群理想主義者橫空出世，到胡曉明把商業戰場拉至和亞馬遜的AWS同一級別。中國人用了十年時間造出的全球第三、亞洲第一的阿里雲，不說和美國戰位和棋，至少在世界的版圖上奪下了堪為廣袤的一片疆土。

       2018年，當年為阿里雲對接淘寶立下汗馬功勞的小邪正式加入阿里雲，掌管“飛天八部”，阿里雲所有的現役主力和技術，都歸至他麾下。此時小邪nian中的彈藥充足：2017年釋出的神龍雲伺服器，是對下一代雲端計算主機的探索。同年釋出的PolarDB，劍指商業資料庫Oracle和它的繼任者MySQL，也稱得上是阿里雲未來之星。2018年初，飛天的分散式儲存系統“盤古”升級到了2.0，成為了阿里巴巴統一儲存平臺。2018年秋天的雲棲大會上，唐洪、小邪、何導等阿里雲大咖係數登場，釋出了飛天2.0。敢稱2.0，是因為他們把野心放到了“萬互聯”的下一個20年。如此嘗試和未來對話的技術還有很多。

       其中，PolarDB是阿里雲自研的下一代關係型雲資料庫，100%相容MySQL，儲存容量最高可達100TB，效能最高提升至MySQL的6倍，單庫最多可擴充套件到16個節點，使用與企業多樣化的資料庫應用場景。PolarDB採用儲存和計算分離的架構，所有計算節點共享一份資料，提供分鐘級的配置升降級、秒級的故障恢復、全域性資料一致性和免費的資料備份容災服務。PolarDB既融合了商業資料庫穩定可靠、高效能、可擴充套件的特性，又具有開源雲資料庫簡單開放、自我迭代的優勢，而成本只有商用資料庫的1/10。

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二、PolarDB優勢分析

        1.簡單易用：100%相容MySQL。在已有的使用MySQL資料庫的應用程式程式碼、驅動無需更改，即可運行於PolarDB。

        2.極致效能，降低成本：（1）針對資料庫核心進行深度優化，同時採用物理複製、RDMA高速網路和分散式共享儲存，讀效能最高能達到MySQL的6倍；（2）叢集包含一個主節點和最多15個只讀節點，滿足高併發場景對效能的要去，尤其適用於讀多寫少的場景。

        3.超大容量，支援上百TB級別資料：採用分散式塊儲存設計和檔案系統，使得儲存容量不限制於單節點的規格，能夠輕鬆擴充套件，應對上百TB級別的資料規模。

        4.快速彈性，應對不確定的業務增長：（1）Serverless儲存，儲存空間無需手動配置，根據資料量自動伸縮，使用者只需為實際使用的資料庫容量付費；（2）配置降級，3分鐘生效，採用容器虛擬化技術和共享的分散式塊儲存技術，使得資料庫伺服器的CPU、記憶體能夠快速擴容；（3）增減節點，3分鐘生效，通過動態增減節點提升效能或節省成本。通過使用叢集連線地址，可遮蔽底層的變化，應用對於增減節點無感知。

        5.下一代資料庫引擎核心：（1）基於共享儲存的一寫多讀叢集，資料只需要一次修改，所有節點立即生效。例如，大表加索引可能需要30分鐘，那麼在MySQL中，主備庫共需要1個小時，且備庫會延遲至少30分鐘。而在POLARDB中，主庫加索引後，備庫立即生效，總耗時30分鐘，延遲不超過1分鐘；（2）採用物理日誌代替邏輯日誌，通過共享儲存和物理日誌，使得主備庫延遲控制在毫秒級以內，且可根據實際情況修改為主備庫強同步（會犧牲一定的寫入效能）；（3）無鎖備份，利用底層分散式儲存的快照技術，只需分鐘級別即可完成對上1TB的資料庫進行備份，且整個備份過程不需要對MySQL加鎖，效率更高，影響更小；（4）並行查詢引擎（SQL加速），通過平行計算提升複雜大SQL的查詢效能，尤其適用於大表關聯查詢、對無索引列的點查詢、多欄位分組查詢等場景，根據實際情況效能可提升8~30倍。

        6.高可用和高可靠保障：（1）共享分散式儲存的設計，徹底解決了MySQL Master-Slave非同步複製所帶來的備庫資料非強一致的缺陷，使得整個資料庫叢集在應對任何單點故障時，可以保證資料0丟失；（2）採用Active-Active的高可用叢集架構，可讀寫的主節點和只讀節點之間進行Failover切換，與傳統的Active-Standby相比，用同樣成本帶來了更好的系統訪問效能。

      7.資料安全可靠：採用白名單、VPC網路、SSL加密、資料多副本儲存等全方位的手段，對資料庫資料訪問、儲存、管理等各個環節提供安全保障。

三、PolarDB架構特點

        1.一寫多讀

        2.計算與儲存分離

        3.讀寫分離

        4.高速鏈路互聯

        5.共享分散式儲存

        6.資料多副本、Parallel-Raft協議

                                       雲資料庫PolarDB基於Cloud Native設計理念，其架構示意圖及特點如下：

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四、PolarDB的應用場景

        1.高併發讀寫OLTP

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        2.高可用、彈性擴充套件

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        3.遷移上雲

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