數(shù)據(jù)庫，被譽(yù)為“基礎(chǔ)軟件皇冠上的明珠”。
數(shù)字化時代，無論是查詢健康碼、存取款還是日常辦公等，都有賴于底層數(shù)據(jù)庫的支持�？梢哉f，數(shù)據(jù)庫是一切應(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)庫已成為新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的堅實(shí)底座，其關(guān)乎國家科技戰(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)庫服務(wù)，到小型機(jī)時代經(jīng)典的IOE數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，再到互聯(lián)網(wǎng)帶來的MySQL、PostgreSQL開源數(shù)據(jù)庫浪潮，直至云計算興起開啟了云數(shù)據(jù)庫的時代，數(shù)據(jù)庫的發(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)庫廠商，還是大型云計算企業(yè)都在向這一趨勢靠攏。從云數(shù)據(jù)庫到云原生數(shù)據(jù)庫，其中產(chǎn)生了哪些關(guān)鍵變化？為何數(shù)據(jù)庫廠商們紛紛瞄準(zhǔn)云原生數(shù)據(jù)庫？
為什么是云原生數(shù)據(jù)庫？
過去60年里，數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品形態(tài)經(jīng)歷漫長的變遷與更迭。1961年，通用電氣（GE）研發(fā)出世界第一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）；1976年，霍尼韋爾（Honeywell）研發(fā)出世界第一個商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在之后幾十年的發(fā)展中，數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域一直上演著“三國演義”，Oracle、IBM和Microsoft美國數(shù)據(jù)庫三巨頭把持著全球數(shù)據(jù)庫產(chǎn)業(yè)的江山，呈現(xiàn)出傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫市場極度集中的格局。自2000年以來，隨著互聯(lián)網(wǎng)的興起，云計算也逐漸走向行業(yè)的縱深應(yīng)用。
特別是2010年后，開源數(shù)據(jù)庫的發(fā)展風(fēng)起云涌，在越來越多的應(yīng)用場景下呈現(xiàn)出替代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的新趨勢。而隨著云原生技術(shù)已從單一容器技術(shù)發(fā)展到龐大的全棧化云原生技術(shù)體系，云原生數(shù)據(jù)庫承載著云原生技術(shù)優(yōu)勢脫穎而出，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)庫發(fā)展方向，更有望書寫數(shù)據(jù)庫市場的新格局。
為應(yīng)對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫帶來的挑戰(zhàn)，不同數(shù)據(jù)庫廠商各有各的發(fā)展路徑。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫廠商借助上云策略的推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫上云，也推出支持容器化等創(chuàng)新技術(shù)，但總讓人覺得云原生不夠徹底；新興開源數(shù)據(jù)庫廠商基于自身業(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；公有云廠商有著天然的云原生優(yōu)勢，對于升級云原生數(shù)據(jù)庫有著根本性策略，也有著分布式改造的徹底性。
云數(shù)據(jù)庫更像是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫按照云模式來提供的數(shù)據(jù)庫服務(wù)，存在諸如存儲空間浪費(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)往往會在當(dāng)前新的業(yè)務(wù)場景中得到放大。
相比云數(shù)據(jù)庫，云原生數(shù)據(jù)庫作為一種云平臺，以PaaS的形式進(jìn)行分發(fā)，用戶可以將該平臺用于多種目的，例如存儲、管理和提取數(shù)據(jù)。云原生數(shù)據(jù)庫不再是簡單的資源供給，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)庫的一切設(shè)計圍繞用戶應(yīng)用需求出發(fā)，目標(biāo)是讓應(yīng)用能更智能、更高效地使用數(shù)據(jù)庫。
隨著企業(yè)上云成為大勢所趨，各大云服務(wù)商們最早意識到云原生數(shù)據(jù)庫的重要性，并且紛紛推出相應(yīng)的云原生數(shù)據(jù)庫服務(wù)，比如亞馬遜云科技的Amazon DynamoDB、Google的Spanner、微軟的Socrates等。從國內(nèi)來看，具有代表性的云原生數(shù)據(jù)庫如阿里云的PolarDB、騰訊云的CynosDB、華為云的TaurusDB等。此外，從這些國內(nèi)外公有云廠商近年來的業(yè)績表現(xiàn)來看，數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成為虛擬機(jī)、CDN、存儲之后又一個重要的云業(yè)務(wù)貢獻(xiàn)者，并且數(shù)據(jù)庫競爭的差異化不僅對公有云IaaS業(yè)務(wù)有著直接的拉動力，同時也讓公有云廠商看到了更多的利潤來源�？梢�，公有云廠商發(fā)展云原生數(shù)據(jù)庫更具優(yōu)勢，成為主要推動者。
云原生數(shù)據(jù)庫釋放數(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)面對數(shù)據(jù)量指數(shù)級暴漲和數(shù)據(jù)類型及應(yīng)用場景的多元細(xì)分等諸多挑戰(zhàn)，對數(shù)據(jù)庫性能、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，汽車行業(yè)企業(yè)需要處理如車聯(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數(shù)據(jù)庫的轉(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)橹行牡搅髁繛橹行模约皬呢?fù)載為中心到數(shù)據(jù)為中心，云原生數(shù)據(jù)庫能夠帶來極致彈性，讓用戶按需使用。
同時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)門檻，應(yīng)用在架構(gòu)設(shè)計、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)庫由于具有強(qiáng)大性能、高可用性、可擴(kuò)展性、支持多場景需求且具備成本效益等優(yōu)勢，正成為越來越多傳統(tǒng)行業(yè)企業(yè)的選擇。
Gartner預(yù)測，到2025年，基于云原生平臺的數(shù)字化業(yè)務(wù)比例將達(dá)到95％，將帶來云原生數(shù)據(jù)庫市場的快速增長。
對此，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)新的主要推動力，企業(yè)需要率先夯實(shí)數(shù)據(jù)庫這一新基建，為數(shù)字化轉(zhuǎn)型打下堅實(shí)的地基。云原生數(shù)據(jù)庫是打破固有瓶頸，充分發(fā)揮公有云架構(gòu)優(yōu)勢，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)庫負(fù)載過高導(dǎo)致擴(kuò)展失敗，出現(xiàn)數(shù)小時的服務(wù)故障，后續(xù)統(tǒng)計表明：70％的數(shù)據(jù)訪問并不需要SQL事務(wù)級別的復(fù)雜性。
因此開始研究NoSQL非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，并于2012年推出第一個云原生NoSQL數(shù)據(jù)庫Amazon DynamoDB。Amazon DynamoDB可以說是最有代表性的云原生數(shù)據(jù)庫，也是業(yè)界第一個真正意義上的云原生數(shù)據(jù)庫。
在Amazon DynamoDB問世后的十年里，亞馬遜云科技對其進(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，其通過十年來的實(shí)踐證明了云原生數(shù)據(jù)庫是打破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫瓶頸的必然歸宿。
云原生＋分布式會碰撞出怎樣的火花？
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)存儲量將會更加巨大，面臨著更多突發(fā)狀況帶來的挑戰(zhàn)。據(jù)IDC預(yù)測，2025年，三分之二的企業(yè)將會每天都發(fā)布軟件版本，通過敏捷的開發(fā)能力來實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新與交付，以形成差異化的市場競爭力。在這樣的商業(yè)趨勢下，數(shù)據(jù)庫就需要全面進(jìn)入云原生＋分布式的時代，實(shí)現(xiàn)智能升級，充分釋放云計算紅利。所謂的分布式，是面向業(yè)務(wù)擴(kuò)展而出現(xiàn)的一個概念，而分布式數(shù)據(jù)庫，就是為了解決存儲可擴(kuò)展性的一類數(shù)據(jù)庫。
它是由多個相互連接的數(shù)據(jù)庫組成，這些數(shù)據(jù)庫分布在各個數(shù)據(jù)中心，通過中央服務(wù)器進(jìn)行通信，然后組合在一起形成一個面向用戶的單個數(shù)據(jù)庫�；赟hared Nothing的架構(gòu)，分布式數(shù)據(jù)庫能夠?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)庫是基于Shared Everything ＋ Shared Storage的存儲計算分離架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)資源池化高效管理。
因此，云原生數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢＋分布式數(shù)據(jù)庫的效率，可以將兩者的特性完美結(jié)合，代表了一種未來的解決方案。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)各個業(yè)務(wù)場景，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，2022年，全世界75％的數(shù)據(jù)庫會以云的方式運(yùn)行。未來，數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的核心發(fā)展方向是云原生＋分布式，以及由此帶來的幾個核心技術(shù)布局：安全穩(wěn)定、自動化與智能化、數(shù)據(jù)庫大數(shù)據(jù)一體化、數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)湖、多模數(shù)據(jù)庫以及軟硬件結(jié)合。面向未來，在抓住數(shù)據(jù)庫歷史發(fā)展機(jī)遇的過程中，云計算廠商們正在不斷強(qiáng)化在數(shù)據(jù)庫領(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)庫技術(shù)。由于在功能和可靠性上優(yōu)于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，再加上增強(qiáng)的可伸縮性，云原生分布式數(shù)據(jù)庫無疑代表了數(shù)據(jù)庫的未來。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。
