毫無疑問，隨著以 Kubernetes 為代表的云原生技術(shù)得到廣泛應(yīng)用和普及，云原生數(shù)據(jù)量和重要性不斷提高，使得企業(yè)對(duì)云原生數(shù)據(jù)庫服務(wù)的需求日漸增長。
近期由青云科技發(fā)起的《數(shù)據(jù)庫容器化應(yīng)用與趨勢(shì)調(diào)研》結(jié)果顯示，75% 的用戶看好數(shù)據(jù)庫容器化發(fā)展前景，認(rèn)為云原生時(shí)代需要數(shù)據(jù)庫的變革；50% 的用戶表示在技術(shù)可行性方面，數(shù)據(jù)庫能夠運(yùn)行在 Kubernetes 之上。
而如何在 Kubernetes 上部署數(shù)據(jù)庫？具體需要解決哪些挑戰(zhàn)？數(shù)據(jù)庫容器化蘊(yùn)藏著哪些價(jià)值？在不久前結(jié)束的青云云原生技術(shù)沙龍上，青云數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品經(jīng)理王文瑾帶來了《數(shù)據(jù)庫容器化實(shí)踐之路》的主題演講，分享了企業(yè)探索和落地?cái)?shù)據(jù)庫容器化的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
精彩內(nèi)容，一睹為快——
數(shù)據(jù)庫演進(jìn)道路
追溯數(shù)據(jù)庫演進(jìn)道路，不難發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫是一個(gè)很“古老”的行業(yè)。上世紀(jì) 60 年代，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟，傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)難以應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)增長挑戰(zhàn)，也難以滿足多用戶數(shù)據(jù)共享和檢索需求，數(shù)據(jù)庫應(yīng)運(yùn)而生。
演進(jìn)至今，數(shù)據(jù)庫主要有三種部署方式，每種方式也有不同的特征：
第一種，物理機(jī)。企業(yè)要完成數(shù)據(jù)庫部署，首先要對(duì)服務(wù)器、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)等硬性成本展開評(píng)估，其次要解決系統(tǒng)安裝、環(huán)境配置、調(diào)試、調(diào)參等難題，上線后要確保成千上萬個(gè)實(shí)例的運(yùn)維工作穩(wěn)定可靠，整個(gè)過程復(fù)雜、成本高，運(yùn)維效率低。
第二種，云服務(wù)。在云計(jì)算推動(dòng)下，數(shù)據(jù)庫上云成為趨勢(shì)，市場(chǎng)上各家云廠商紛紛推出云數(shù)據(jù)庫服務(wù)。以青云為例，目前已擁有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫 MySQL、PostgreSQL，文檔數(shù)據(jù)庫 MongoDB，鍵值數(shù)據(jù)庫 Redis，以及數(shù)據(jù)倉庫 ClickHouse 等。用戶只需要通過控制臺(tái)選擇自己所需的數(shù)據(jù)庫類型，一鍵點(diǎn)擊即可完成安裝部署，并提供全生命周期的運(yùn)維管控。
第三種，云原生。進(jìn)入云原生時(shí)代，數(shù)據(jù)庫容器化趨勢(shì)顯現(xiàn)，云廠商基于 Docker 和 Kubernetes 的容器化標(biāo)準(zhǔn)方式，即可為企業(yè)交付數(shù)據(jù)庫服務(wù)，整個(gè)過程標(biāo)準(zhǔn)化，更高效簡便，且對(duì)底層云平臺(tái)無任何要求。
數(shù)據(jù)庫容器化價(jià)值
那么，數(shù)據(jù)庫容器化將為企業(yè)帶來哪些價(jià)值呢？
王文瑾介紹，數(shù)據(jù)庫通過容器化之后，能夠和 IaaS 層解耦，實(shí)現(xiàn)可插拔，具備跨各類云平臺(tái)部署能力，不被底層云廠商綁定，企業(yè)最終只需專注數(shù)據(jù)庫 PaaS 層的建設(shè)，無需負(fù)責(zé) IaaS 層運(yùn)維等工作，大大解放生產(chǎn)力。
與此同時(shí)，IaaS 層可以獨(dú)立演進(jìn)升級(jí)，為 PaaS 層提供更加穩(wěn)定、彈性、靈活的能力支持，而不會(huì)影響到 PaaS 層的架構(gòu)。通過 KubeSphere 提供的統(tǒng)一管控界面，還能大幅降低企業(yè)運(yùn)維壓力和成本。
具體而言，相較于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，容器化數(shù)據(jù)庫支持一鍵部署安裝，無需 SA 和 DBA 手動(dòng)安裝，并針對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫提供統(tǒng)一的管控界面，擺脫單獨(dú)監(jiān)控，降低運(yùn)維成本。如需擴(kuò)容，容器化數(shù)據(jù)庫能夠?qū)ζ脚_(tái)上所有數(shù)據(jù)庫資源按需彈性擴(kuò)容，不必開展數(shù)據(jù)整合、遷移等工作，且可以根據(jù)業(yè)務(wù)波動(dòng)自動(dòng)調(diào)整資源，提高資源利用率。容器化數(shù)據(jù)庫對(duì)跨平臺(tái)備份容災(zāi)的支持，也讓企業(yè)無需過度依賴第三方備份容災(zāi)服務(wù)。
相較于云數(shù)據(jù)庫，兩者最大的差別在于交付平臺(tái)不同，但容器化數(shù)據(jù)庫是基于原生 Kubernetes 開發(fā)，不會(huì)被底層云平臺(tái)綁定，使用場(chǎng)景更加廣泛。
數(shù)據(jù)庫容器化挑戰(zhàn)
雖然數(shù)據(jù)庫容器化趨勢(shì)顯現(xiàn)，但具體到落地，企業(yè)仍面臨眾多挑戰(zhàn)，包括 Kubernetes 技術(shù)成熟度，基于 Kubernetes 運(yùn)行數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定性、性能和可用性，Kubernetes 處理有狀態(tài)服務(wù)能力，管理平臺(tái)建設(shè)等。
對(duì)此，王文瑾解釋：“Kubernetes 已經(jīng)成為云原生領(lǐng)域的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，其成熟度毋庸置疑。而數(shù)據(jù)庫底層平臺(tái)從物理機(jī)遷移到云平臺(tái)，再到容器平臺(tái)，穩(wěn)定性是一個(gè)非常關(guān)鍵的指標(biāo)，可用性同樣重要。”
基于 Kubernetes 運(yùn)行數(shù)據(jù)庫的性能如何？經(jīng)過事務(wù)、查詢、延遲等性能測(cè)試，Kubernetes 和物理機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫表現(xiàn)相差不大?！禟ubernetes 2021 調(diào)查報(bào)告》也顯示，75% 被訪企業(yè)已經(jīng)在生產(chǎn)環(huán)境中使用 Kubernetes 運(yùn)行有狀態(tài)服務(wù)，數(shù)據(jù)庫位列第一。至于管理平臺(tái)建設(shè)，主要考慮到企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)，數(shù)據(jù)庫體量龐大，靠手動(dòng)運(yùn)維管理，其難度和成本之大可想而知，統(tǒng)一的管控尤為必要。
數(shù)據(jù)庫容器化策略
落地?cái)?shù)據(jù)庫容器化，王文瑾給出了指導(dǎo)策略，核心是利用 Kubernetes 將 IaaS 層資源抽象化，并為數(shù)據(jù)庫 PaaS 層提供統(tǒng)一的管控界面。整體架構(gòu)，可分為三層：
IaaS 層，即基礎(chǔ)資源層，包括計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)底層能力，可以是物理機(jī)、虛擬機(jī)或跨廠商的云平臺(tái)。
容器平臺(tái)層，支持 Kubernetes 的原生版和發(fā)行版，可屏蔽掉底層，為上層提供統(tǒng)一的抽象，并通過 Node、Pod、PVC 等為數(shù)據(jù)庫管控平臺(tái)提供服務(wù)。
數(shù)據(jù)庫 PaaS 層，涵蓋 MySQL、PostgreSQL、ClickHouse、Redis 等一系列企業(yè)常用的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，提供統(tǒng)一的管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫全生命周期的運(yùn)維管理。
目前，青云 QKCP 企業(yè)級(jí)容器平臺(tái)已內(nèi)置 MySQL、PostgreSQL、ClickHouse 三款生產(chǎn)級(jí)數(shù)據(jù)庫，可為企業(yè)提供金融級(jí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)，滿足企業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、共享、檢索等各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求。同時(shí)，這三款數(shù)據(jù)庫均提供可視化集群管理功能，支持在線水平擴(kuò)展、參數(shù)優(yōu)化、賬號(hào)管理，以及監(jiān)控告警、自動(dòng)備份等，提供運(yùn)維效率，保障數(shù)據(jù)安全和業(yè)務(wù)連續(xù)性。未來還將加入 MongoDB 和 Redis 的容器化數(shù)據(jù)庫。
部署安裝也十分簡單，用戶只需要在 KubeSphere 應(yīng)用商店選擇數(shù)據(jù)庫的硬件配置與版本，一鍵創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫集群。
最后，關(guān)于容器化數(shù)據(jù)庫的未來，王文瑾表示：“云原生正在吞噬 IT 各個(gè)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)庫和容器的結(jié)合，現(xiàn)階段還只是初期階段，隨著二者的深度融合，后續(xù)將在推進(jìn)企業(yè)降本增效、改進(jìn)生產(chǎn)流程等方面釋放更大價(jià)值。”
