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雲數據庫RDS存儲能力進化解析!

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數據庫是企業IT系統的核心,其性能表現會直接影響整體業務系統的性能表現,而影響數據庫性能因素包括系統架構設計、應用程序業務SQL語句、數據庫參數優化配置、數據庫運行的資源能力。系統架構設計和應用程序業務SQL語句都屬於數據庫外圍,需要從整體業務上去設計優化;數據庫的參數配置,核心是要根據數據庫上的業務和硬件特點細調參數,豐富的DBA經驗對此項影響很大,歸屬於軟件配置內容且隨時可調整。數據庫的硬件資源,在傳統企業中屬於一項固定資產投資,前期投資成本高,後期更換成本更高,雲時代雖然能夠隨時擴容硬件資源和更換,但亦受到數據遷移、業務停服等影響,因此好的硬件資源選擇非常重要。

影響性能的硬件包括CPU、內存、磁盤、網絡:

CPU : 計算能力核心,其表現會直接影響數據庫的邏輯運算能力,比方說查詢計算、數據聚合、存儲過程效率等。
內存 : 對性能非常關鍵,其核心是緩存頻繁使用數據避免系統頻繁與磁盤交互,性能表現一般都在納秒級延遲,一般OLTP數據庫建議內存和數據空間比例至少要保持在20%。
磁盤 : 相比前兩者性能最差,因此磁盤性能表現直接影響數據庫整體表現。雲數據庫目前提供兩種磁盤,包括本地盤和雲盤,本地盤性能高(微秒級延遲)但存儲容量有限,雲盤更大存儲容量但性能受限(毫秒級延遲)。
網絡 : 網絡影響主要在於帶寬,因此大查詢或者大事務,對網絡的要求就很高。
重點分析磁盤性能對業務有影響的因素包括:

延遲:延遲越低,系統響應越實時,如對於交易型系統,延遲會影響到每次用戶操作是否卡頓。

吞吐量:帶寬越高,並發能力越好,多用戶同時操作時可以並發處理更多需求,避免排隊。
IOPS:是磁盤並發能力的直接指標,定義是在特定數據塊(如4K)大小下每秒可處理的IO請求數。
上面提到本地盤的性能要好於雲盤,那麽為什麽雲數據庫RDS的發展要往雲盤方向走呢?主要原因除了性能以外,雲盤還有諸多企業特性滿足各類業務需求,如三副本數據存儲可保證業務數據可靠性達到9個9,存儲與計算分離,可支持容量更大同時擴容相對更簡單等。而ESSD雲盤相對SSD雲盤,企業特性有非常大的加強,同時重點性能表現大大提升,達到本地盤能力甚至超越。下面我將重點分析企業級高性能存儲ESSD的核心能力。

極致性能極致穩定

ESSD最大實現單實例單盤100萬IOPS,並且讀寫時延降低70%+,最快達到200us,核心能力的技術保障是ESSD首次采用面向未來的架構設計。首先ESSD雲盤采用RDMA網卡,在硬件上保障了網絡吞吐能力達到了50Gbps。其次在軟件層面阿裏雲研發了新一代的底層存儲系統,存儲引擎2.0,性能表現極致同時堅如磐石,是穩定性能表現的關鍵,高IOPS場景下響應時間幾乎無抖動。最後軟件架構層面實現了全用戶態協議棧,降低了70%時延。

阿裏雲自研的存儲引擎2.0新架構是性能提升關鍵,實現了用戶態文件系統(FusionEngine)、高性能網絡庫(Optimized TCP RDMA)、極致的軟件棧優化(實現無鎖、無上下文切換、零拷貝),多流映射(吞吐量提升三倍),實現動態切換(99.9%分位延遲降為1/10)等核心技術。

RDS 率先支持ESSD存儲,第一時間為客戶提供高性能的數據庫服務,經過實際客戶業務測試,MySQL數據庫在雲盤容量減少60%的前提下,較SSD雲盤,ESSD雲盤TPS提升200%以上,時延降低60%以上。
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在線擴容業務永續

磁盤容量規劃是非常重要的數據庫設計內容,雲時代客戶可以先購買夠用的小空間容量,之後根據業務發展彈性擴容空間。在此之前,雲數據庫雲盤的擴容都會涉及到業務閃斷,比如說MySQL 5.7高可用版、SQL Server 2016 標準高可用版,用戶發起磁盤擴容需求後,RDS管控系統會先在後端擴容備庫磁盤空間,然後做主備切換(涉及業務連接閃斷),最後再原主庫擴容磁盤空間,擴容期間具體的實例主機都會涉及重啟,整個過程約花費半小時(但業務影響只有閃斷),有時也很難解決燃眉之急。
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ESSD雲盤支持在線擴容,此特性確保在數據庫接到擴容需求後,立即執行磁盤空間動作,無需主備切換,無需重啟數據庫實例機器,簡單且方便的保障業務連續訪問。
快照備份有備無患
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ESSD雲盤集成快照特性,最多可支持64個快照,支持跨可用區多副本的數據保護能力。該特性特別適用於數據庫的備份需求。雲數據庫RDS針對ESSD的急速快照能力,研發了全新一代數據庫備份系統,支持利用快照能力備份整個實例,並且支持全量和增量快照能力,備份和恢復速度都大大提升。由於備份效率的提升,RDS可以提供更大容量,滿足有大空間需求的用戶。
極致安全自助可控
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雲數據庫RDS 通過ESSD的安全加密能力,實現落盤加密功能,並且支持客戶自帶秘鑰,滿足全部行業的最嚴安全合規要求,諸如金融、保險、證券等行業。另外結合RDS數據鏈路加密和SQL審計功能,為應用系統運行期間的鏈路、存儲、審計三個維度提供嚴格的安全保護。
如何購買RDS高性能存儲ESSD版實例

購買RDS高性能存儲ESSD版實例過程及其簡單,申請開通權限後,用戶在購買RDS實例的時候,存儲類型就可以選擇ESSD後,即可點擊購買完成實例生產。
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雲數據庫RDS存儲類型從支持本地盤,到支持SSD雲盤,再到支持ESSD雲盤,技術路徑演進方向明確,存儲與計算分離、更高數據可靠性、更強數據安全性、更快性能、更易用企業特性,功能和能力範圍不斷增強,基於ECS和ESSD的新架構能夠充分利用硬件紅利,為企業客戶提供最好的數據庫服務。
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雲數據庫RDS ESSD存儲類型實例
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