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企业考虑云原生分布式数据库的原因分析

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【导读】数据库未来的发展方向已经渐渐明朗，作为学习者，当下重要的是要沉下来，打好基础，根据实际需求，有的放矢地尝试，切忌盲目跟风。本文分享了云原生、云原生数据库、云原生分布式数据库的概念和特征，以及云原生分布式数据库的优势。对此您怎么看？也欢迎大家进行探讨。

1.云原生

“云原生”这一概念的提出者MattStine于2017年将云原生归纳为模块化、可观察、可部署、可测试、可替换、可处理6特质。而云原生领域影响力最大最有话语权的组织CNCF，他们给出的定义则是这样的：

云原生技术有利于各组织在公有云、私有云和混合云等新型动态环境中，构建和运行可弹性扩展的应用。云原生的代表技术包括容器、服务网格、微服务、不可变基础设施和声明式API。

这些技术能够构建容错性好、易于管理和便于观察的松耦合系统。结合可靠的自动化手段，云原生技术使工程师能够轻松地对系统作出频繁和可预测的重大变更。

云原生中的“云”表示存在于云中，而不是传统的部署于本地。比如云盘中的文件就在云中，而不是存储在用户电脑的硬盘中。“原生”则代表着应用从设计环节便考虑到云环境的因素，为云而设计，在云上运行。

一句话概括，“云原生”就是为“云”而设计，且适合上“云”。更有人形容，云原生是生在云上，长在云上，也应用于云上。

2.云原生数据库

云原生数据库，是一种通过云平台进行构建、部署和分发的服务。这种云原生属性是它相比于其他类型数据库最大的特点。作为一种云平台，云原生数据库以PaaS(平台即服务,Platform-as-a-Service)的形式进行分发，经常被称作DBaaS(数据库即服务,DataBase-as-a-Service)。用户可以将该平台用于多种目的，例如存储，管理和提取数据。

云原生数据库通常通过在云基础设施之上安装数据库软件来实现，这种方式使得云原生数据库具备了传统数据库所不具备的直接访问性和运行时可伸缩性。

首先是普遍可访问和高可用性。因为云原生数据库是完全存在于云上的，所以他可以随时随地的从多前端访问，提供云服务的计算节点。因其集群部署在云上，所以单点失败对服务的影响特别小。而且当需要升级或更换服务的时候，可以对节点进行不中断服务的逐渐升级。

其次是高扩展性与可迁移性。云原生数据库会与底层的云计算基础设施分离，所以能够灵活及时的调动资源进行扩容和缩容，以从容应对流量激增可能带来的压力，以及流量低谷期因资源过剩造成的浪费。也正是因为能够灵活扩缩容，云原生数据库也具备很强的可迁移性，我们甚至可以粗暴的理解为在新的位置扩容100%又在旧的位置缩容全部的50%。

此外，基于高扩展性、高可用性以及可迁移性等特征，云原生数据库还具备可监控性和安全性的特征。

一方面黑箱状态下无法保证及时处理扩容、节点故障等需求和问题；另一方面全盘部署在云上且各服务之间相互独立，可以对应用或服务提供更多层的安全防护和实现许多新的容错服务。

最后是演进式设计与快速迭代。云原生数据库中的各项服务之间是相互独立的，个别服务的更新并不会对其他部分产生不利影响，而不是一旦出了问题就只能全场熄火。此外，云原生的研发测试和运维工具是高度自动化的，这使得应用的更新会更加快速频繁。

将网络资源和云更好的融合在一起，处处独立而又自然联系着，才能更充分的发挥数据库上云的优势，得到更高的效率。

云原生数据库有以下几个优点：

(1)易处置性简单来讲，易处置性是指数据库在无需事先通知的情况下，即时处理崩溃或启动进程的能力。尽管现在有先进的技术，但是像磁盘故障、网络隔离故障，以及虚拟机异常等，仍然不可避免。

(2)对于传统数据库，这些故障尤其有害，因为用单个机器运行整个数据库，即便一个很小的问题都可能影响所有功能。而云原生数据库的设计具有显著的易处置性，即允许虚拟机在即时通知下立即重启或重新调度。实际上，易处置性已从单个虚拟机扩展到了整个数据中心。随着我们的环境持续朝着更加稳定的方向发展，云原生数据库将发展到对此类故障无感知的状态。

(3)增强的安全性DBaaS运行在受高度监控和安全的环境里，受到反恶意软件、反病毒软件和防火墙的保护。除了全天候的监控和定期的软件升级以外，云环境还提供了额外的安全性。相反，传统数据库容易遭受数据丢失和被不受限制的访问。基于服务提供商通过即时快照副本提供的数据能力，用户可以达成“RPO=0，RTO60秒”的目标。

(4)可扩展性能够在运行时进行按需扩展的能力是任何企业成长的先决条件。因为这种能力让企业可以专注于追求商业目标，而不用担心存储空间大小的限制。

(5)传统数据库将所有文件和资源都存储在同一主机中，而云原生数据库则不同，它不仅允许你以不同的方式存储，而且不受存储问题的影响。

(6)更好的可访问性传