數(shù)據(jù)庫(kù)，被譽(yù)為“基礎(chǔ)軟件皇冠上的明珠”。
數(shù)字化時(shí)代，無(wú)論是查詢健康碼、存取款還是日常辦公等，都有賴于底層數(shù)據(jù)庫(kù)的支持。可以說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)是一切應(yīng)用軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)。尤其在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮下，數(shù)據(jù)庫(kù)已成為新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的堅(jiān)實(shí)底座，其關(guān)乎國(guó)家科技戰(zhàn)略全局，也是IT廠商的必經(jīng)之路。
從大型機(jī)集成、封閉的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，到小型機(jī)時(shí)代經(jīng)典的IOE數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)，再到互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的MySQL、PostgreSQL開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)浪潮，直至云計(jì)算興起開(kāi)啟了云數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)代，數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展始終與用戶需求變遷緊密相關(guān)。如今，云原生數(shù)據(jù)庫(kù)正成為企業(yè)關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域之一，不管是老牌的數(shù)據(jù)庫(kù)廠商，還是大型云計(jì)算企業(yè)都在向這一趨勢(shì)靠攏。從云數(shù)據(jù)庫(kù)到云原生數(shù)據(jù)庫(kù)，其中產(chǎn)生了哪些關(guān)鍵變化？為何數(shù)據(jù)庫(kù)廠商們紛紛瞄準(zhǔn)云原生數(shù)據(jù)庫(kù)？
為什么是云原生數(shù)據(jù)庫(kù)？
過(guò)去60年里，數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品形態(tài)經(jīng)歷漫長(zhǎng)的變遷與更迭。1961年，通用電氣（GE）研發(fā)出世界第一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）；1976年，霍尼韋爾（Honeywell）研發(fā)出世界第一個(gè)商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。在之后幾十年的發(fā)展中，數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域一直上演著“三國(guó)演義”，Oracle、IBM和Microsoft美國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)三巨頭把持著全球數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)業(yè)的江山，呈現(xiàn)出傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)極度集中的格局。自2000年以來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)的興起，云計(jì)算也逐漸走向行業(yè)的縱深應(yīng)用。
特別是2010年后，開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展風(fēng)起云涌，在越來(lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)景下呈現(xiàn)出替代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的新趨勢(shì)。而隨著云原生技術(shù)已從單一容器技術(shù)發(fā)展到龐大的全�；圃夹g(shù)體系，云原生數(shù)據(jù)庫(kù)承載著云原生技術(shù)優(yōu)勢(shì)脫穎而出，不僅成為亞馬遜云科技、華為云等一眾廠商們力推的數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展方向，更有望書(shū)寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)的新格局。
為應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)帶來(lái)的挑戰(zhàn)，不同數(shù)據(jù)庫(kù)廠商各有各的發(fā)展路徑。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)廠商借助上云策略的推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)上云，也推出支持容器化等創(chuàng)新技術(shù)，但總讓人覺(jué)得云原生不夠徹底；新興開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)廠商基于自身業(yè)務(wù)發(fā)展需求，與公有云合作并推出云原生數(shù)據(jù)庫(kù)；公有云廠商有著天然的云原生優(yōu)勢(shì)，對(duì)于升級(jí)云原生數(shù)據(jù)庫(kù)有著根本性策略，也有著分布式改造的徹底性。
云數(shù)據(jù)庫(kù)更像是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)按照云模式來(lái)提供的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，存在諸如存儲(chǔ)空間浪費(fèi)、系統(tǒng)性能有限、業(yè)務(wù)應(yīng)用受限等缺點(diǎn)，并且這些缺點(diǎn)往往會(huì)在當(dāng)前新的業(yè)務(wù)場(chǎng)景中得到放大。
相比云數(shù)據(jù)庫(kù)，云原生數(shù)據(jù)庫(kù)作為一種云平臺(tái)，以PaaS的形式進(jìn)行分發(fā)，用戶可以將該平臺(tái)用于多種目的，例如存儲(chǔ)、管理和提取數(shù)據(jù)。云原生數(shù)據(jù)庫(kù)不再是簡(jiǎn)單的資源供給，而是在架構(gòu)和技術(shù)上能感知應(yīng)用特征。云原生數(shù)據(jù)庫(kù)的一切設(shè)計(jì)圍繞用戶應(yīng)用需求出發(fā)，目標(biāo)是讓?xiě)?yīng)用能更智能、更高效地使用數(shù)據(jù)庫(kù)。
隨著企業(yè)上云成為大勢(shì)所趨，各大云服務(wù)商們最早意識(shí)到云原生數(shù)據(jù)庫(kù)的重要性，并且紛紛推出相應(yīng)的云原生數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，比如亞馬遜云科技的Amazon DynamoDB、Google的Spanner、微軟的Socrates等。從國(guó)內(nèi)來(lái)看，具有代表性的云原生數(shù)據(jù)庫(kù)如阿里云的PolarDB、騰訊云的CynosDB、華為云的TaurusDB等。此外，從這些國(guó)內(nèi)外公有云廠商近年來(lái)的業(yè)績(jī)表現(xiàn)來(lái)看，數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)成為虛擬機(jī)、CDN、存儲(chǔ)之后又一個(gè)重要的云業(yè)務(wù)貢獻(xiàn)者，并且數(shù)據(jù)庫(kù)競(jìng)爭(zhēng)的差異化不僅對(duì)公有云IaaS業(yè)務(wù)有著直接的拉動(dòng)力，同時(shí)也讓公有云廠商看到了更多的利潤(rùn)來(lái)源。可見(jiàn)，公有云廠商發(fā)展云原生數(shù)據(jù)庫(kù)更具優(yōu)勢(shì)，成為主要推動(dòng)者。
云原生數(shù)據(jù)庫(kù)釋放數(shù)字生產(chǎn)力
隨著數(shù)字化進(jìn)程的不斷提速，各行業(yè)企業(yè)面對(duì)數(shù)據(jù)量指數(shù)級(jí)暴漲和數(shù)據(jù)類(lèi)型及應(yīng)用場(chǎng)景的多元細(xì)分等諸多挑戰(zhàn)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)性能、擴(kuò)展性、高可用性以及成本效益等需求也愈發(fā)嚴(yán)苛。
例如，汽車(chē)行業(yè)企業(yè)需要處理如車(chē)聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的海量以及多樣化數(shù)據(jù)；制造業(yè)中的智能家居／設(shè)備類(lèi)企業(yè)，需要管理不同生命周期數(shù)據(jù)并生成洞察；金融業(yè)需要減少成本并提升風(fēng)險(xiǎn)控制能力等等。事實(shí)上，很多業(yè)務(wù)都是從需求的角度推動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)變，具體而言就是以資源為中心到應(yīng)用為中心、從地域?yàn)橹行牡搅髁繛橹行�，以及從�?fù)載為中心到數(shù)據(jù)為中心，云原生數(shù)據(jù)庫(kù)能夠帶來(lái)極致彈性，讓用戶按需使用。
同時(shí)其依靠安全可靠和易可擴(kuò)展的特性，保障業(yè)務(wù)規(guī)�；陌踩\(yùn)行。此外，進(jìn)一步降低企業(yè)門(mén)檻，應(yīng)用在架構(gòu)設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)處理與切換等方面透明，滿足企業(yè)多元化需求。云原生數(shù)據(jù)庫(kù)由于具有強(qiáng)大性能、高可用性、可擴(kuò)展性、支持多場(chǎng)景需求且具備成本效益等優(yōu)勢(shì)，正成為越來(lái)越多傳統(tǒng)行業(yè)企業(yè)的選擇。
Gartner預(yù)測(cè)，到2025年，基于云原生平臺(tái)的數(shù)字化業(yè)務(wù)比例將達(dá)到95％，將帶來(lái)云原生數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)。
對(duì)此，亞馬遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品部總經(jīng)理陳曉建表示，數(shù)據(jù)作為企業(yè)的核心資產(chǎn)和創(chuàng)新的主要推動(dòng)力，企業(yè)需要率先夯實(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)這一新基建，為數(shù)字化轉(zhuǎn)型打下堅(jiān)實(shí)的地基。云原生數(shù)據(jù)庫(kù)是打破固有瓶頸，充分發(fā)揮公有云架構(gòu)優(yōu)勢(shì)，釋放數(shù)據(jù)創(chuàng)新潛力的必選項(xiàng)。
亞馬遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品部總經(jīng)理 陳曉建
2004年，亞馬遜電商因商用數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)載過(guò)高導(dǎo)致擴(kuò)展失敗，出現(xiàn)數(shù)小時(shí)的服務(wù)故障，后續(xù)統(tǒng)計(jì)表明：70％的數(shù)據(jù)訪問(wèn)并不需要SQL事務(wù)級(jí)別的復(fù)雜性。
因此開(kāi)始研究NoSQL非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，并于2012年推出第一個(gè)云原生NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)Amazon DynamoDB。Amazon DynamoDB可以說(shuō)是最有代表性的云原生數(shù)據(jù)庫(kù)，也是業(yè)界第一個(gè)真正意義上的云原生數(shù)據(jù)庫(kù)。
在Amazon DynamoDB問(wèn)世后的十年里，亞馬遜云科技對(duì)其進(jìn)行的持續(xù)完善，不僅涉及底層可用性、持久性、安全性和規(guī)模等特性，還包括易用性等。現(xiàn)在Amazon DynamoDB已服務(wù)于全球眾多客戶，也包括亞馬遜自身，其通過(guò)十年來(lái)的實(shí)踐證明了云原生數(shù)據(jù)庫(kù)是打破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)瓶頸的必然歸宿。
云原生＋分布式會(huì)碰撞出怎樣的火花？
隨著企業(yè)業(yè)務(wù)更加數(shù)字化、智能化，企業(yè)面臨的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量將會(huì)更加巨大，面臨著更多突發(fā)狀況帶來(lái)的挑戰(zhàn)。據(jù)IDC預(yù)測(cè)，2025年，三分之二的企業(yè)將會(huì)每天都發(fā)布軟件版本，通過(guò)敏捷的開(kāi)發(fā)能力來(lái)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新與交付，以形成差異化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在這樣的商業(yè)趨勢(shì)下，數(shù)據(jù)庫(kù)就需要全面進(jìn)入云原生＋分布式的時(shí)代，實(shí)現(xiàn)智能升級(jí)，充分釋放云計(jì)算紅利。所謂的分布式，是面向業(yè)務(wù)擴(kuò)展而出現(xiàn)的一個(gè)概念，而分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，就是為了解決存儲(chǔ)可擴(kuò)展性的一類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)。
它是由多個(gè)相互連接的數(shù)據(jù)庫(kù)組成，這些數(shù)據(jù)庫(kù)分布在各個(gè)數(shù)據(jù)中心，通過(guò)中央服務(wù)器進(jìn)行通信，然后組合在一起形成一個(gè)面向用戶的單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)�；赟hared Nothing的架構(gòu)，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的水平分片、水平擴(kuò)展。而云原生數(shù)據(jù)庫(kù)是基于Shared Everything ＋ Shared Storage的存儲(chǔ)計(jì)算分離架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)資源池化高效管理。
因此，云原生數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)勢(shì)＋分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的效率，可以將兩者的特性完美結(jié)合，代表了一種未來(lái)的解決方案。事實(shí)上，云原生和分布式如今已經(jīng)融為一體。如果底層基礎(chǔ)設(shè)施全部云化，人們思考技術(shù)問(wèn)題的角度自然變成“云原生”角度。隨著云原生應(yīng)用深入企業(yè)各個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，云原生正在走向分布式，滿足跨云跨地域統(tǒng)一協(xié)同治理、保證一致應(yīng)用體驗(yàn)等新需求。
根據(jù)Gartner預(yù)測(cè)，2022年，全世界75％的數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)以云的方式運(yùn)行。未來(lái)，數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域的核心發(fā)展方向是云原生＋分布式，以及由此帶來(lái)的幾個(gè)核心技術(shù)布局：安全穩(wěn)定、自動(dòng)化與智能化、數(shù)據(jù)庫(kù)大數(shù)據(jù)一體化、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與數(shù)據(jù)湖、多模數(shù)據(jù)庫(kù)以及軟硬件結(jié)合。面向未來(lái)，在抓住數(shù)據(jù)庫(kù)歷史發(fā)展機(jī)遇的過(guò)程中，云計(jì)算廠商們正在不斷強(qiáng)化在數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域的創(chuàng)新韌性，進(jìn)一步加大自主研發(fā)投入，聚焦深度自主創(chuàng)新的云原生數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。由于在功能和可靠性上優(yōu)于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，再加上增強(qiáng)的可伸縮性，云原生分布式數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)疑代表了數(shù)據(jù)庫(kù)的未來(lái)。有了更強(qiáng)大的云原生能力，企業(yè)也將進(jìn)一步鍛造出數(shù)字化轉(zhuǎn)型的創(chuàng)新基石，賦能數(shù)字經(jīng)濟(jì)更可持續(xù)的發(fā)展。
