趋势：国产数据库发展的五个一体化

数据库处于 IT 应用技术栈的中枢位置,主要承载 IT 应用系统的数据存储与计算职责。随着互联网、物联网、大数据、人工智能等技术的不断深化发展,IT 应用飞速发展,同时也不断对数据库提出新需求。

面向下个十年,本文一方面具体描述这些新的需求趋势,另一方面给出金仓数据库对此的应对思路与方案。

新需求趋势

众所周知,数据库有两类使用者:应用开发人员和 DBA。所以对数据库的功能需求也就分为两大类:应用开发类需求和系统管理类需求。

应用开发领域需求趋势

一是异构数据库间的替代,尤其国产数据库对国外数据库产品的替代。作为数据库存储与计算的承载体,数据库的替代涉及大量历史数据、历史应用代码、历史数据集成通道,甚至用户使用体验。这就如同在一栋已经被入住的房子里,完成地暖、地板的重新铺设,并且不影响住户的正常生活。“如何低难度、低成本、低风险、平滑地完成数据库替代?”是用户对数据库的关键需求。

二是新应用的开发,随着 IT 应用领域的不断拓展深化,应用涉及的数据模型、应用场景、应用架构日趋多样化、混合化。这些趋势,尤其前两者要求数据库支持的数据模型、数据计算不断扩充,并能够实现融合处理。

在数据模型方面,应用系统处理的数据从最初高价值密度的结构化数据不断拓展到价值密度递减的半结构化、无结构化数据,如何简单、高效的存储和计算这些数据类型,并实现混合操作,是应用对数据库的核心需求——这也是多模数据库产生的根本原因。

在应用场景方面,随着 IT 应用建设的不断深化,无论交易型应用(如办公、生产等),还是分析型应用(如决策支持、数据仓库等),一方面应用系统建设范围在不断扩充,另一方面老系统功能不断升级、使用体验不断改进、烟囱系统逐步整合。同时,出于不断提高决策时效性的考虑,用户也希望改变交易系统与分析系统分别建设的传统架构,实现交易与分析的融合处理——这也是 HTAP 数据库产生的根本原因。

在应用架构方面,在传统应用架构的基础上,新的应用架构如微服务架构、低代码开发平台不断涌现,力图降低应用开发的难度、成本,实现高质量、大规模开发。

系统管理领域需求趋势

在系统管理领域,如同大部分行业“从软件(产品)到产品服务到资源运营”的发展周期一样,随着数据库软件的大规模应用部署,对数据库系统的管理也要求实现大规模、集中、智能管理,以降低管理成本,提高数据库资源运营效率。这主要对数据库产品提出如下新的需求:如何实现资源共享分配,以提高资源利用率?如何实现租户间隔离,以保证用户的数据与服务安全?如何实现无服务器模式租用,使用界面友好?单一集群如何实现跨多云部署的同时保证各方面功能无损透明?——这也是云数据库、自治数据库产生的的根本原因。

除了功能以外,性能提升是数据库领域的永恒话题。客观来讲,目前的硬件和数据库产品组合已能够满足绝大部分(95%以上)的应用对性能的需求,但随着移动互联网、物联网等的普及,少量高端对客、高频应用性能要求不断提升,相应的也就需要数据库提供性能解决方案。同时,硬件技术,包括处理器、存储器、通信设备的快速发展,也为这些解决方案提供了新的可能性。——这也是分布式数据库、内存数据库、GPU 数据库等产生的的根本原因。

金仓数据库应对方案

从使用便利性的角度,用同一产品满足所有上述需求(体现在:支持对多模型、多场景应用的统一、混合访问接口)当然是最优的选择。只有在当产品技术没有跟上应用需求时,才会出现大量面向局部领域的产品(如各种 NoSQL 数据库)。

只要技术上可行,随着技术的不断发展成熟,产品技术的融合就必然发生,所谓分久必合。近二十年,从 SQL、NoSQL(先后包括 No SQL 与 Not Only SQL 两种解读)、多模数据库的发展过程,就是这一过程的典型呈现。这是应用需求、数据库理论、硬件发展三者共同作用的结果。金仓数据库 KES 产品采用松耦合、可扩展的五化技术平台架构,不断满足上述新需求趋势,具体如下:

1.多语法一体化兼容

即在金仓数据库 KES 中,同时兼容 SQL 标准、Oracle、SQL Server、MySQL 等不同数据库产品的语法体系,从而实现“零”修改应用代码迁移。

2.多模数据一体化存储和计算

即在金仓数据库 KES 中,同时支持对关系模型、文档模型、图模型、KV 模型、全文本等的统一存储、混合访问、模型间转换,从而消除采用多个不同模型专用数据库时不可避免的跨库间数据集成。

3.多应用场景一体化处理

即用金仓数据库 KES,同时支撑包括事务、分析、流、HTAP、AI 等多种应用类型,并满足不同应用类型的功能、性能需求。

4.集中、分布一体化架构

金仓数据库 KES 同时支撑主备集群、读写分离集群、多写共享存储集群、无共享分布式集群等多种集群架构,从而满足不同可用性、横向扩展性、应用透明性需求的应用需要。

5.开发、运维一体化管理

金仓数据库 KES 通过自有的 KStudio、KOPS 等工具,支持对应用开发、系统管理的一体化支撑,从而降低大规模应用开发及系统管理的难度与成本。

近年来,国产数据库迎来了巨大的发展机遇,产业取得了飞速发展。展望下个十年,应用开发和系统管理两个领域呈现出新老趋势并存,异构库数据集成与替代、多数据模型混合存储计算、多应用场景融合处理等新需求不断涌现。数据库产业发展前景波澜壮阔,伟大的时代必将造就伟大的企业,我们相信中国数据库一定会出现世界级的数据库企业。

优秀的企业根源于贴合市场需要的优秀产品,而优秀的产品并不是一蹴而就的,必须基于核心架构快速发展迭代。人大金仓深刻洞察市场需求与技术发展趋势,提出五化数据库产品架构,并将持续提升产品功能性能,降低使用成本,提高用户效率,打造世界卓越的数据库产品。

道阻且长,行则将至。