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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)對云原生數(shù)據(jù)庫服務(wù)的需求日漸增長。

由青云科技（qingcloud.com，股票代碼：688316）發(fā)起的《數(shù)據(jù)庫容器化應(yīng)用與趨勢調(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，認為云原生時代需要數(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)庫容器化蘊藏著哪些價值？青云數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品經(jīng)理王文瑾分享了企業(yè)探索和落地數(shù)據(jù)庫容器化的實踐經(jīng)驗。

數(shù)據(jù)庫演進道路

追溯數(shù)據(jù)庫演進道路，不難發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫是一個很“古老”的行業(yè)。

上世紀 60 年代，伴隨著計算機技術(shù)的成熟，傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)難以應(yīng)對數(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)運而生。演進至今，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，物理機：企業(yè)要完成數(shù)據(jù)庫部署，首先要對服務(wù)器、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)等硬性成本展開評估，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實例的運維工作穩(wěn)定可靠，整個過程復(fù)雜、成本高，運維效率低。

第二，云服務(wù)：在云計算推動下，數(shù)據(jù)庫上云成為趨勢，市場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選擇自己所需的數(shù)據(jù)庫類型，一鍵點擊即可完成安裝部署，并提供全生命周期的運維管控。

第三，云原生：進入云原生時代，數(shù)據(jù)庫容器化趨勢顯現(xiàn)，云廠商基于 Docker 和 Kubernetes 的容器化標準方式，即可為企業(yè)交付數(shù)據(jù)庫服務(wù)，整個過程標準化，更高效簡便，且對底層云平臺無任何要求。

數(shù)據(jù)庫容器化價值

那么，數(shù)據(jù)庫容器化將為企業(yè)帶來哪些價值呢？

王文瑾介紹，數(shù)據(jù)庫通過容器化之后，能夠和 IaaS 層解耦，實現(xiàn)可插拔，具備跨各類云平臺部署能力，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)，無需負責(zé) IaaS 層運維等工作，大大解放生產(chǎn)力。

與此同時，IaaS 層可以獨立演進升級，為 PaaS 層提供更加穩(wěn)定、彈性、靈活的能力支持，而不會影響到 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)運維壓力和成本。

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 手動安裝，并針對異構(gòu)數(shù)據(jù)庫提供統(tǒng)一的管控界面，擺脫單獨監(jiān)控，降低運維成本。

如需擴容，容器化數(shù)據(jù)庫能夠?qū)ζ脚_上所有數(shù)據(jù)庫資源按需彈性擴容，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)波動自動調(diào)整資源，提高資源利用率。容器化數(shù)據(jù)庫對跨平臺備份容災(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不同，但容器化數(shù)據(jù)庫是基于原生 Kubernetes 開發(fā)，不會被底層云平臺綁定，使用場景更加廣泛。

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，管理平臺建設(shè)等。

對此，王文瑾解釋：“Kubernetes 已經(jīng)成為云原生領(lǐng)域的事實標準，其成熟度毋庸置疑。而數(shù)據(jù)庫底層平臺從物理機遷移到云平臺，再到容器平臺，穩(wěn)定性是一個非常關(guān)鍵的指標，可用性同樣重要。”

基于 Kubernetes 運行數(shù)據(jù)庫的性能如何？經(jīng)過事務(wù)、查詢、延遲等性能測試，Kubernetes 和物理機運行數(shù)據(jù)庫表現(xiàn)相差不大。

《Kubernetes 2021 調(diào)查報告》也顯示，75% 被訪企業(yè)已經(jīng)在生產(chǎn)環(huán)境中使用 Kubernetes 運行有狀態(tài)服務(wù)，數(shù)據(jù)庫位列第一。至于管理平臺建設(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，靠手動運維管理，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

落地數(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，包括計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)底層能力，可以是物理機、虛擬機或跨廠商的云平臺。

容器平臺層：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，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫全生命周期的運維管理。

目前，青云KubeSphere企業(yè)級容器平臺已內(nèi)置 MySQL、PostgreSQL、ClickHouse 等多款生產(chǎn)級數(shù)據(jù)庫，可為企業(yè)提供金融級數(shù)據(jù)庫服務(wù)，滿足企業(yè)數(shù)據(jù)存儲、共享、檢索等各種業(yè)務(wù)場景需求。

同時，這幾款數(shù)據(jù)庫均提供可視化集群管理功能，支持在線水平擴展、參數(shù)優(yōu)化、賬號管理，以及監(jiān)控告警、自動備份等，提供運維效率，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。

云原生正在吞噬 IT 各個領(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)將在推進企業(yè)降本增效、改進生產(chǎn)流程等方面釋放更大價值。

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