毫无疑问,随着以Kubernetes为代表的云原生技术得到广泛应用和普及,云原生数据量和重要性不断提高,使得企业对云原生数据库服务的需求日渐增长。
近期由青云科技(qingcloud.com,股票代码:688316)发起的《数据库容器化应用与趋势调研》结果显示,75%的用户看好数据库容器化发展前景,认为云原生时代需要数据库的变革;50%的用户表示在技术可行性方面,数据库能够运行在Kubernetes之上。
而如何在Kubernetes上部署数据库?具体需要解决哪些挑战?数据库容器化蕴藏着哪些价值?在不久前结束的青云云原生技术沙龙上,青云数据库产品经理王文瑾带来了《数据库容器化实践之路》的主题演讲,分享了企业探索和落地数据库容器化的实践经验。
精彩内容,一睹为快——
数据库演进道路
追溯数据库演进道路,不难发现,数据库是一个很“古老”的行业。上世纪 60年代,伴随着计算机技术的成熟,传统的文件系统难以应对数据增长挑战,也难以满足多用户数据共享和检索需求,数据库应运而生。
演进至今,数据库主要有三种部署方式,每种方式也有不同的特征:
第一种,物理机。企业要完成数据库部署,首先要对服务器、内存、网络等硬性成本展开评估,其次要解决系统安装、环境配置、调试、调参等难题,上线后要确保成千上万个实例的运维工作稳定可靠,整个过程复杂、成本高,运维效率低。
第二种,云服务。在云计算推动下,数据库上云成为趋势,市场上各家云厂商纷纷推出云数据库服务。以青云为例,目前已拥有关系型数据库MySQL、PostgreSQL,文档数据库MongoDB,键值数据库Redis,以及数据仓库ClickHouse等。用户只需要通过控制台选择自己所需的数据库类型,一键点击即可完成安装部署,并提供全生命周期的运维管控。
第三种,云原生。进入云原生时代,数据库容器化趋势显现,云厂商基于Docker和Kubernetes的容器化标准方式,即可为企业交付数据库服务,整个过程标准化,更高效简便,且对底层云平台无任何要求。
数据库容器化价值
那么,数据库容器化将为企业带来哪些价值呢?
王文瑾介绍,数据库通过容器化之后,能够和IaaS层解耦,实现可插拔,具备跨各类云平台部署能力,不被底层云厂商绑定,企业最终只需专注数据库PaaS层的建设,无需负责IaaS层运维等工作,大大解放生产力。
与此同时,IaaS层可以独立演进升级,为PaaS层提供更加稳定、弹性、灵活的能力支持,而不会影响到PaaS层的架构。通过KubeSphere提供的统一管控界面,还能大幅降低企业运维压力和成本。
具体而言,相较于传统数据库,容器化数据库支持一键部署安装,无需SA和DBA手动安装,并针对异构数据库提供统一的管控界面,摆脱单独监控,降低运维成本。如需扩容,容器化数据库能够对平台上所有数据库资源按需弹性扩容,不必开展数据整合、迁移等工作,且可以根据业务波动自动调整资源,提高资源利用率。容器化数据库对跨平台备份容灾的支持,也让企业无需过度依赖第三方备份容灾服务。
相较于云数据库,两者最大的差别在于交付平台不同,但容器化数据库是基于原生Kubernetes开发,不会被底层云平台绑定,使用场景更加广泛。
数据库容器化挑战
虽然数据库容器化趋势显现,但具体到落地,企业仍面临众多挑战,包括Kubernetes技术成熟度,基于Kubernetes运行数据库的稳定性、性能和可用性,Kubernetes处理有状态服务能力,管理平台建设等。
对此,王文瑾解释:“Kubernetes已经成为云原生领域的事实标准,其成熟度毋庸置疑。而数据库底层平台从物理机迁移到云平台,再到容器平台,稳定性是一个非常关键的指标,可用性同样重要。”
基于Kubernetes运行数据库的性能如何?经过事务、查询、延迟等性能测试,Kubernetes和物理机运行数据库表现相差不大。《Kubernetes2021调查报告》也显示,75%被访企业已经在生产环境中使用Kubernetes运行有状态服务,数据库位列第一。至于管理平台建设,主要考虑到企业大规模生产,数据库体量庞大,靠手动运维管理,其难度和成本之大可想而知,统一的管控尤为必要。
数据库容器化策略
落地数据库容器化,王文瑾给出了指导策略,核心是利用Kubernetes将IaaS层资源抽象化,并为数据库PaaS层提供统一的管控界面。整体架构,可分为三层:
IaaS层,即基础资源层,包括计算、存储、网络等相关底层能力,可以是物理机、虚拟机或跨厂商的云平台。
容器平台层,支持Kubernetes的原生版和发行版,可屏蔽掉底层,为上层提供统一的抽象,并通过Node、Pod、PVC等为数据库管控平台提供服务。
数据库PaaS层,涵盖 MySQL、PostgreSQL、ClickHouse、Redis 等一系列企业常用的数据库产品,提供统一的管控平台,实现对数据库全生命周期的运维管理。
目前,青云QKCP企业级容器平台已内置MySQL、PostgreSQL、ClickHouse三款生产级数据库,可为企业提供金融级数据库服务,满足企业数据存储、共享、检索等各种业务场景需求。同时,这三款数据库均提供可视化集群管理功能,支持在线水平扩展、参数优化、账号管理,以及监控告警、自动备份等,提供运维效率,保障数据安全和业务连续性。未来还将加入MongoDB和Redis的容器化数据库。
部署安装也十分简单,用户只需要在KubeSphere应用商店选择数据库的硬件配置与版本,一键创建数据库集群。
最后,关于容器化数据库的未来,王文瑾表示:“云原生正在吞噬IT 各个领域,数据库和容器的结合,现阶段还只是初期阶段,随着二者的深度融合,后续将在推进企业降本增效、改进生产流程等方面释放更大价值。”
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