POLARDB v2.0 技术解读

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回顾POLARDB 1.0

POLARDB 1.0 主要的改进包括采用了计算存储分离的架构，彻底兼容MYSQL，性能是原生MySQL的6倍。一个用户集群能够在分钟级弹性扩展到16个计算节点，对业务彻底透明的计算和存储分离代理，从库延迟仅毫秒级。存储为分布式块存储，能够弹性扩展至100TB的规模。存储层面采用多副本技术，使得数据库的RPO作到了0，彻底没有丢失数据的风险。

POLARDB 1.0 完美的解决了传统数据库的以下痛点：

一、升级硬件须要迁移数据，升级周期长，没法从容应对突如其来的业务高峰。
（POLARDB的计算节点能够分钟级扩容，任什么时候刻发现业务量突变便可快速扩容。）

二、金融级可靠性要求RPO=0，传统架构使用实例层同步多副本，性能损耗巨大。
（POLARDB的存储为多副本，底层使用RDMA、Parallel Raft、3D Xpoint等最新的软硬件技术，性能比传统架构最高提高6倍。）

三、实例层复制HA架构，主从切换时间长，没法知足金融级连续性要求。
（POLARDB采用共享存储，主从切换能够作到秒级，同时在计算与业务层之间有一层代理层，代理层能够帮助用户识别计算节点的异常，自动切换，在大多数时候业务感知不到计算节点的切换，保证了业务连续性。）

四、传统HA架构采用主从异步复制，切换后从库可能须要重建，耗费资源多，重建时间长，存在长时间单点故障。
（POLARDB采用共享存储架构，主从切换不须要数据重构。）

五、每一个只读节点都须要一份与主彻底同样的副本，成本高。
（POLARDB采用共享存储架构，增长计算节点，不须要增长存储副本数，使得总体成本相比传统架构低不少。）

六、读写分离采用逻辑REDO复制，主从延迟高。
（POLARDB的数据存储为共享存储，不须要同步REDO数据，只须要同步REDO的位点，主从延迟在毫秒级。）

七、sharding架构没有想象的好，功能阉割、对业务有巨大侵入（限制SQL较多）。
（POLARDB彻底兼容MYSQL，对业务没有任何侵入，用户不须要修改一行代码便可使用POLARDB。）

八、TB以上实例备份慢，每每数十小时。
（POLARDB使用快照备份技术，不管数据量多大，秒级备份）

POLARDB 1.0 已经发布两年以来，赢得了不少企业级客户的青睐。POLARDB 1.0已经很完美了，咱们为何还要研发2.0呢？

为何要研发 2.0

一、用户的去O需求旺盛，却屡试屡败

为何不少用户去O会屡试屡败呢？

一、企业有很是严重的历史包袱

1.一、企业一般技术栈为Oracle技术栈(团队)，适应其余产品的周期长，调头难

1.二、迁移若是涉及大量代码改造，周期长、风险高、收益低

1.三、一般目标引擎数据库Oracle兼容性很是差，用户须要大量的改造

二、缺少有效的迁移方法、工具

2.一、迁移改造工做量很难评估，迁移周期很难评估，周期一般很是长（别人的成功去O经验没法复制）

2.二、没有有效的数据迁移、数据校验、仿真工具。拍脑壳去O风险很是大。

三、目标数据库引擎众多、选择难

3.一、有些企业为了去O而去O，没有产生业务价值，企业没有动力

3.二、目标引擎的可靠性、安全性、扩展性、兼容性、稳定性、性能、可用性等指标可能没法达到用户的需求

二、数据库的企业要求，既要，又要？

企业要求数据库既要SQL通用性，又要NoSQL扩展性，还要多模数据处理便捷性。既要高并发、又要实时复杂分析。然而传统数据库没法知足既要又要还要的需求。传统数据库每每采用数据同步多份(就像蜘蛛网)，不一样场景使用不一样产品解决的方案。致使的问题很是多，用户苦不堪言：

一、软硬件成本高，同步延迟，同步数据不一致，

二、开发成本高，排错复杂等头痛的问题阻碍企业业务发展！

三、企业的历史数据象五指山同样压得喘不过气。

企业的数据库一般生命周期很是的长，在整个生命周期的过程当中，会产生不少被遗忘的“临时”数据(例如业务的历史数据库，开发或DBA在数据库中操做或产生过的临时数据，这些临时数据历经数年，可能已经没法分辨是属于什么业务的，还要不要被用到，还能不能删除等等。）慢慢就像“鸡肋”同样食之无味、弃之不行。大量“鸡肋”同样的冷数据占用大量空间，又不能删。逐渐成为数据库沉重的包袱。

(数据库存储价格昂贵、备份消耗大、大量占空间、恢复慢)。

四、专业的GIS处理场景，使用开源版本性能、功能没法知足？

随着物联网、智能终端、移动互联网的发展，愈来愈多的移动数据接入，应用对GIS数据的处理需求会愈来愈旺盛，据分析GIS已是千亿级的市场规模，然而开源的GIS产品可能没法知足日渐丰满的需求。

五、高级DBA太难找、且价格昂贵

高级DBA是大型企业才会设置的职位，价格昂贵、人才缺失。他们的平常多是喝喝茶、聊聊人生，一切尽在掌握中，问题已经防范于未然。并且这种DBA一般可遇不可求。

大多数的企业一般是SA或开发兼职DBA的工做，他们的平常多是既要又要还要了。每每是数据库出了事情再来处理，所谓术业有专攻，SA或开发人员处理数据库问题（不论是性能问题仍是管理问题），一般时间也可能好久。

2.0 重磅发布新特性

POLARDB 2.0 彻底继承了1.0的架构体系，同时兼容了另外两个流行数据库Oracle与PostgreSQL

POLARDB for PostgreSQL

彻底兼容PostgreSQL，支持计算与存储分离、独立伸缩，存储按量付费。适合中大型企业核心业务。

【OLTP+OLAP混合负载】

支持混合负载业务，支持百万级高并发，支持并行计算，支持会话级资源隔离。
一个实例，一份数据，同时支持在线业务、实时分析混合业务。
原来用户须要将数据从在线数据库同步到数仓，问题很是多，POLARDB v2.0解决了跨产品数据同步带来的延迟、一致性、成本、使用习惯等问题。

一、技术指标：

最多支持16个计算节点，每一个阶段节点88核；
每计算节点可提供百万级QPS；
支持对业务彻底透明的并行计算，平均提速20倍以上，无惧复杂SQL；

【多模计算】

多模计算全面覆盖GIS、时空、时序、全文检索、图像识别、多维查询、向量类似、机器学习。
原来用户须要诸多产品来解决以上不一样业务场景遇到的问题，数据须要在各个产品之间同步，异构同步带来延迟、一致性、成本、使用习惯等问题。
POLARDB v2.0新增引擎解决了以上问题。

一、技术指标：
ganos专业级时空组件，兼容GIS标准，MOD模型比PostGIS 50-100倍性能提高；
内置全文检索、图像识别、多维查询、向量计算、工业时序等多模组件；
内置schemaless、KV等nosql特性；
支持多达8种索引接口(btree,hash,gin倒排索引,GiST空间索引,SP-GiST空间分区索引,BRIN时序索引,rum全文索引,bloom布隆索引)，知足
各类多模数据的高速检索需求；

POLARDB for Oracle

高度兼容Oracle，下降Oracle迁移风险、缩短迁移周期，助力企业快速替换Oracle，进入云智能时代。

【深度Oracle兼容】

大幅下降用户去O风险、缩短去O周期。用户去O从数年下降到数周。

一、技术指标：

• SQL语法、类型、函数、PL/SQL、包、系统视图、OCI、PRO*C等全方位兼容Oracle；
• 兼容Oracle分区表、异构查询、HINT等高级功能；
• 支持3155个函数，26个包，317种包内方法，88个系统视图；

【智能驾驶】

POLARDB v2.0 for Oracle版，内置SQL防火墙。能够防SQL注入与SQL误操做。解决企业的数据库安全问题。

POLARDB v2.0 for Oracle版，内置索引推荐功能。是企业数据库优化的好帮手，一键解决索引优化难题

POLARDB v2.0，支持AAS性能洞察。在没有专业DBA的状况下，能够一键洞悉宏观、微观业务问题。帮助企业及时发现业务问题。

一、技术指标：

• SQL学习模式，防SQL注入与SQL误操做；
• 索引推荐，一键解决索引优化难题；
• AAS性能洞察，一键洞悉宏观、微观业务问题；

【云原生】

使用POLARDB v2.0替代ORACLE，能够得到POLARDB强大的云原生能力。经过oss_fdw接口能够读写OSS数据，支持冷热分离，对接云端海量算力(函数计算、MAXCompute)，得到强大的数据处理能力。企业加快推向DT时代。

一、技术指标：

• OSS外部表，冷热数据分离存储，历史数据想存多久均可以；
• 无缝对接云端海量算力(ADB、MaxCompute、OSS函数计算等)；

2.0 适合哪些业务场景和客户

一、适用场景

• 替换Oracle数据库
• 企业核心数据库
• GIS时空数据库

二、适合客户
企业级客户（党政军、医疗、新零售、新制造、科研机构、金融、互联网、物联网、交通、航空、地图，气象，测绘，LBS，国土，GIS等专业领域）

2.0 关键技术点解读

一、智能驾驶

一、SQL防火墙，防SQL注入，防误操做。

SQL防火墙背后的原理，POLARDB v2.0 for Oracle 经过开启SQL学习模式来学习业务发起的SQL请求，数据库将SQL请求变量化，转换为SQL HASH，存储起来做为SQL白名单。

当学习模式结束后，能够开启permission模式，若是有非白名单内的SQL请求，则发出警告。DBA能够关注到这个警告，判断是否为异常请求。

用户也能够将模式改成强制模式，若是有非白名单内的SQL请求，则会拒绝这样的请求，从而根本上防止SQL注入，防止用户误操做。

除此之外，POLARDB v2.0 for Oracle 还支持规则配置，例如能够拒毫不带WHERE条件的DML请求，拒绝WHERE 条件始终为TRUE的DML请求，从而防止SQL注入攻击或人为的误操做。

二、索引推荐，即便是数据库小白用户，也能一键优化数据库。

用户能够在会话中开启索引推荐的模块，一旦开启，这个会话发起的SQL请求会被后台分析，在运行一段时间后，调用索引推荐函数，咱们能够看到数据库已经对到当前会话执行过的SQL进行了索引推荐的优化。

三、性能洞察，这个功能是很是强大的，经过等待时间的采集，打点，咱们能够观察到数据库在过去的任意时刻是否遇到性能瓶颈，性能瓶颈是什么？即便企业中没有专业的DBA，也能垂手可得的发现数据库的性能问题。

二、并行计算，多达几十种场景，平均20倍性能提高

• 并行计算解决了复杂查询慢的问题，在企业中，咱们一般会有数据分析的需求，以往因为关系数据库的分析计算能力差，须要将关系数据库的数据同步到大数据平台进行分析，而同步会有延迟、会有成本开销、会有同步问题等等。用户苦不堪言。
• POLARDB v2.0 内置了并行计算的功能，并行度会根据SQL的成本（复杂度的衡量）来规划，复杂SQL会启用并行计算，同时并行度也是自动计算的。使得用户不须要将数据同步到外部，也能实现实时分析。
• POLARDB v2.0 的并行计算覆盖了数十种场景，实测性能提高平均20倍以上。

三、会话级资源隔离

• 当用户有OLTP业务同时混合了OLAP业务时，OLTP的并发高，要求的RT低。OLAP的并发低，可是对计算要求很高，跑OLAP业务会占用大量的资源。
• POLARDB 支持16个计算节点，咱们能够采用不一样的计算节点来隔离OLAP，OLTP业务。
• 可是，若是用户的TP、AP业务在同一个计算节点时，还有更好的方法，会话级资源隔离，目前支持CPU和IO的资源隔离。

四、ganos时空多模组件

ganos是阿里巴巴自研的3S引擎，兼容GIS标准，支持平面几何模型、球面几何模型、栅格模型、时空轨迹模型、点云模型、拓扑网络模型等。

ganos相比开源GIS的优点也很是明显。

五、云原生的冷热分离

• POLARDB v2.0 能够将OSS做为数据存储，用户经过建立oss_fdw外部表插件，创建OSS外部表，能够将数据写入OSS，也能够从OSS读取。采用标准的SQL接口。
• 所以对于访问较少的冷数据，用户能够将数据存储在OSS，下降数据库的分布式块存储的成本，获得无限的存储空间。
• 同时因为OSS与云端的MAXCompute, ADB, 函数计算等都是打通的，因此当用户是很是大型的企业，须要对多个数据库实例进行横向的大数据分析时，OSS_FDW无疑是一种很是好的数据共享方法，将多个实例的数据经过OSS进行分析，打通大计算。

六、为何2.0支持多模

一、传统数据库一般只支持1种索引，而POLARDB v2.0 支持8种索引

• btree、hash、gin、brin、gist、spgist、bloom、rum

二、传统数据库一般仅支持几种数据类型，而POLARDB v2.0支持大量数据类型

时间、字符串、数值，货币，字节流，比特，枚举，布尔，几何，网络，全文检索，UUID，JSON，XML，数组，复合，范围，域，图像，树，多维立方，GIS，rb，HLL，K-V，还支持扩展类型

三、POLARDB v2.0 还支持了很是多的多模插件，大幅度的帮助用户提升开发生产效率。

小结

POLARDB v2.0 for Oracle，高度兼容Oracle，同时支持了SQL防火墙、自动索引推荐、性能洞察、资源隔离等智能驾驶功能，支持了冷热分离的云原生能力，解决了企业去O难题，帮助企业快速去O。

POLARDB v2.0 for PostgreSQL，彻底兼容PostgreSQL，支持并行计算，混合负载，GIS时空等多模计算，具有冷热分离的云原生能力，是企业级客户（党政军、医疗、新零售、新制造、科研机构、金融、互联网、物联网、交通、航空、地图，气象，测绘，LBS，国土，GIS等专业领域）核心数据库上云的很好选择。

 

本文做者：云攻略小攻

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