數據庫一直是應用開發中非常重要的一部分。從MySQL到亞馬遜的RDS(關系型數據庫服務，Relational Database Service)，業界有很多數據庫系統供開發者存儲、查詢和管理數據。隨著海量計算的持續發展，給傳統數據庫帶來了不少挑戰，而云原生數據庫卻可以應對這些挑戰。

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什么是云原生數據庫

簡單來說，云原生數據庫，是一種通過云平臺進行構建、部署和分發的服務。這種云原生屬性是它相比于其他類型數據庫最大的特點。作為一種云平臺，云原生數據庫以PaaS(平臺即服務, Platform-as-a-Service)的形式進行分發，也經常被稱作DBaaS(數據庫即服務, DataBase-as-a-Service)。用戶可以將該平臺用于多種目的，例如存儲，管理和提取數據。

云原生數據庫通常通過在云基礎設施之上安裝數據庫軟件來實現，這種方式使得云原生數據庫具備了傳統數據庫所不具備的直接訪問性和運行時可伸縮性。隨著云原生數據和海量計算的重要性不斷提高，人們空前重視通過部署這種服務為企業提供增強的可靠性和可伸縮性。

為什么選擇云原生數據庫

雖然要做出將本地數據遷移到云原生數據庫的決定并不容易，但是根據預測，到2022年，83%的企業負載將運行在云中，所以云化無疑代表了未來。

選擇云原生數據庫有以下幾個優點：

• 易處置性簡單來講，易處置性是指數據庫在無需事先通知的情況下，即時處理崩潰或啟動進程的能力。盡管現在有先進的技術，但是像磁盤故障、網絡隔離故障，以及虛擬機異常等，仍然不可避免。
• 對于傳統數據庫，這些故障尤其有害，因為用單個機器運行整個數據庫，即便一個很小的問題都可能影響所有功能。而云原生數據庫的設計具有顯著的易處置性，即允許虛擬機在即時通知下立即重啟或重新調度。實際上，易處置性已從單個虛擬機擴展到了整個數據中心。隨著我們的環境持續朝著更加穩定的方向發展，云原生數據庫將發展到對此類故障無感知的狀態。
• 增強的安全性 DBaaS運行在受高度監控和安全的環境里，受到反惡意軟件、反病毒軟件和防火墻的保護。除了全天候的監控和定期的軟件升級以外，云環境還提供了額外的安全性。相反，傳統數據庫容易遭受數據丟失和被不受限制的訪問。基于服務提供商通過即時快照副本提供的數據能力，用戶可以達成“RPO=0，RTO<60秒”的目標。
• 可擴展性能夠在運行時進行按需擴展的能力是任何企業成長的先決條件。因為這種能力讓企業可以專注于追求商業目標，而不用擔心存儲空間大小的限制。
• 傳統數據庫將所有文件和資源都存儲在同一主機中，而云原生數據庫則不同，它不僅允許你以不同的方式存儲，而且不受存儲問題的影響。
• 更好的可訪問性傳統數據庫最重要的限制之一，是它只能通過連接數據庫系統本身進行訪問。而云原生數據庫提供對數據庫全天候的訪問，以便你隨時進行任何修改，而你只需要一個可以訪問internet的計算機。這樣一來，就消除了可能發生的潛在的延遲，同時也為多個開發人員之間的協作開辟了途徑。
• 顯著的成本節約建立一個數據中心是一項獨立而完備的工程，需要大量的硬件投資，還需要能可靠管理和維護數據中心的訓練有素的運維人員。此外，持續的運維會給你的財務帶來相當大的壓力。而使用云原生的DBaaS平臺，你可以以較低的前期成本，獲得一個可擴展的數據庫，這可以讓你騰出雙手，實現更優化的資源分配。

像分布式數據庫一樣，云原生數據庫是未來

技術的發展已經演進成了一個超鏈接的環境，在這個環境中，數百萬的用戶跨多種設備使用著各種應用、軟件和不同的程序。用戶不僅希望他們始終在線、響應迅速，而且希望給他們提供無縫的使用體驗。考慮到維護此類復雜系統會不可避免地出現波動和故障，傳統數據庫正面臨著艱巨的挑戰，以確保可用性和正常運行時間。

想想你每天使用的應用程序的數量——從WhatsApp這種即時消息應用到諸如Salesforce之類的高度專業化的應用，你都需要一個安全的登錄功能、用戶配置文件、自定義功能、關系數據庫、內容交付網絡，以及其他幾個組件。所有這些功能都需要緊密協作以提供客戶期望的用戶體驗水平。而這正是云原生分布式數據庫可以為用戶提供可靠解決方案的場景。

什么是分布式數據庫

顧名思義，分布式數據庫是由多個相互連接的數據庫組成的集合，這些數據庫組合在一起形成一個面向用戶的單個數據庫。實際上，他們分布式在各個數據中心，通過中央服務器進行通信。

正如微軟的著名工程師布倫丹•伯恩斯(Brendan Burns)在其著作《設計分布式系統》(Designing Distributed Systems)中所說：“這些系統越來越重要，這意味著必須基于冗余、容錯和高可用來構建這些在線系統。這些要求的融合導致需要構建的分布式系統數量增加了一個數量級。”

為什么分布式數據庫是事關“是否”而非“何時”的問題

數據庫提供了用于高級的數據處理和分析的結構和組織，沒有現代化的數據庫，你將無法將業務邏輯應用到功能中，而這將使你的網站或應用程序變得無用。

所以專家們一致認為，構建在云中的分布式數據庫代表了數據庫的發展趨勢。因此，云原生數據庫的優勢，加上分布式數據庫的效率，代表了未來理想的解決方案。

以下是你可能考慮采用分布式數據庫系統的一些原因：

• 水平可伸縮性在選擇正確的數據存儲方式時，可伸縮性是一個重要的考慮因素。這就是云原生分布式數據庫是理想解決方案的原因，因為它允許企業輕松擴展。分布式數據庫的關鍵特性之一是跨不同數據源的計算過程彼此獨立，這使得按需添加節點和調整功能變得非常容易。選擇以如此大規模提高計算能力是一個強大的增長手段，它使現代企業能夠以前所未有的方式在全球發展。
• 沒有單點故障衡量應用程序性能的唯一標準是它為最終用戶提供的用戶體驗水平。對于傳統數據庫，由于高度的相互依賴，中央服務器的單個問題會損害工作負載的可用性。如果一臺(唯一的)服務器出現故障，則可能導致整個應用程序崩潰，而這將導致用戶體驗指標急劇下降。鑒于數據庫系統的復雜性，而服務器崩潰是不可避免的，這進一步破壞了傳統數據存儲的方法。相反，由于數百臺計算機服務器相互配合工作，因此分布式數據庫可以確保即使多個節點發生故障，應用程序仍能繼續正常運行。即使部分功能受到影響，整體功能卻能正常運行。
• 增強的性能潛力應用程序每秒都要面對數百個針對數據庫的請求，這需要強大的處理能力。對于傳統的方式，可能會導致性能問題、用戶界面延遲等，從而影響整體的用戶體驗。比如，異常多的請求甚至可能導致應用程序崩潰。而在云原生的分布式數據庫中，工作負載和訪問請求被分散到多個服務器和計算機系統上。這意味著每個任務都由特定系統處理，而不是通過單個系統處理。因此，數據庫持續無縫地工作，并提高了工作效率。分布式數據庫中的每個請求和工作負載都是并行完成的，然后將其執行結果返回給中央服務器，以便在數據庫的用戶端實時更新。

結論

應用程序和軟件開發正在經歷一場云原生的變革，從編排、管理到分析，所有的東西都開始在云上從頭構建。作為現代應用程序最重要的特征之一，專家們自然會建議從傳統方式向分布式數據之類的現代化、云原生方式轉變。由于在功能和可靠性上優于傳統數據庫，再加上增強的可伸縮性，云原生數據庫無疑代表了數據庫的未來。