Topik ini menjelaskan solusi terpadu arsitektur terpusat-terdistribusi dari PolarDB-X.
Informasi latar belakang
Anda dapat memilih antara database terpusat atau terdistribusi berdasarkan kebutuhan bisnis. Untuk sebagian besar usaha kecil dan menengah (UKM), database terpusat umumnya mampu memenuhi kebutuhan operasional harian. Database terpusat menawarkan skala sumber daya yang moderat, biaya yang efisien, serta kemudahan dalam pemeliharaan dan pengoperasian. Di sisi lain, database terdistribusi menyediakan kinerja tinggi dan mampu mengelola skenario bisnis kompleks secara efisien, termasuk throughput tinggi, kapasitas penyimpanan besar, latensi minimal, skalabilitas mudah, serta ketersediaan kuat. Namun, database terdistribusi memiliki biaya lebih tinggi serta hambatan teknis dan operasional yang lebih besar, sehingga kurang ideal untuk UKM.
UKM kerap mengalami lonjakan lalu lintas bisnis secara berkala. Untuk mengatasi fluktuasi tersebut, diperlukan sistem database yang mampu menangani konkurensi dan throughput tinggi serta dapat diskalakan sesuai kebutuhan. Seiring pertumbuhan bisnis, perusahaan yang awalnya menggunakan database terpusat mungkin perlu beralih ke arsitektur terdistribusi guna memenuhi kebutuhan yang meningkat.
Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, PolarDB for Xscale (PolarDB-X) menyediakan solusi terpadu arsitektur terpusat-terdistribusi yang menggabungkan ketersediaan dan ketahanan database terdistribusi dengan kemudahan kontrol dan manajemen terpusat dari database terpusat.
Fitur dan manfaat utama
Node data (DN) pada instans database terpadu arsitektur terpusat-terdistribusi diatur secara terpusat dan sepenuhnya kompatibel dengan database standalone. Seiring pertumbuhan bisnis dan kebutuhan migrasi ke sistem terdistribusi, arsitektur ini dapat ditransisikan secara mulus ke model terdistribusi tanpa migrasi data. Selama peningkatan, komponen terdistribusi diintegrasikan secara mulus dengan DN yang sudah ada, sehingga Anda dapat langsung memperoleh manfaat ketersediaan dan skalabilitas arsitektur terdistribusi tanpa perlu memigrasikan data atau memodifikasi aplikasi.
Bagian berikut menjelaskan fitur inti dan manfaat dari solusi terpadu arsitektur terpusat-terdistribusi PolarDB-X.
Edisi Instans
Instans PolarDB-X tersedia dalam dua edisi: Standard Edition (terpusat) dan Enterprise Edition (terdistribusi).
Standard Edition dalam mode terpusat
PolarDB-X Standard Edition beroperasi dalam mode terpusat dan menyediakan layanan melalui beberapa replika pada DN terdistribusi. Edisi ini mendukung spesifikasi minimum 2 core CPU dan memori 4 GB. Untuk informasi selengkapnya, lihat Jenis instans.
PolarDB-X Standard Edition menggunakan protokol replikasi konsensus mayoritas Paxos. Dibandingkan dengan protokol replikasi primer-sekunder MySQL, Paxos menjamin konsistensi kuat antar replika serta membantu mencapai tujuan titik pemulihan (RPO) nol dan tujuan waktu pemulihan (RTO) kurang dari 30 detik. Kemampuan ini memenuhi persyaratan pemulihan bencana yang ketat dalam skenario keuangan. Untuk informasi selengkapnya, lihat Ikhtisar ketersediaan tinggi. Selain itu, mesin transaksi terdistribusi Lizard memberikan ketersediaan yang lebih tinggi serta peningkatan kinerja sebesar 30% hingga 40% dibandingkan MySQL open source.
Untuk membeli instans PolarDB-X Standard Edition, atur parameter Edition menjadi Standard Edition. Untuk informasi selengkapnya, lihat Buat instans PolarDB-X.
Enterprise Edition dalam mode terdistribusi
PolarDB-X Enterprise Edition menggunakan arsitektur terdistribusi yang mencakup node komputasi (CN), DN, node change data capture (CDC), node penyimpanan kolom (COLUMNAR), dan layanan meta global (GMS). Gambar berikut menunjukkan arsitektur Enterprise Edition.
PolarDB-X Enterprise Edition sangat kompatibel dengan ekosistem MySQL. Sistem ini menjamin konsistensi kuat dalam transaksi terdistribusi dan mendukung kueri paralel terdistribusi. Arsitektur ini dapat diskalakan dari minimum 1 node (terpusat) hingga 1.024 node (terdistribusi), mampu menangani puluhan juta permintaan per detik (QPS), serta mengelola data dalam skala petabyte.
Untuk membeli instans PolarDB-X Enterprise Edition, atur parameter Edition menjadi Enterprise Edition. Untuk informasi selengkapnya, lihat Buat instans PolarDB-X.
Peningkatan instans dari Standard Edition ke Enterprise Edition
Saat bisnis tumbuh pesat, pengguna PolarDB-X Standard Edition mungkin menghadapi batasan sistem database terpusat. Misalnya, kinerja kueri untuk tabel berukuran besar menurun, sistem kesulitan menangani kueri berkonkurensi tinggi sehingga menyebabkan beban tinggi berkelanjutan dan degradasi kinerja berkepanjangan, serta tidak memiliki kemampuan analitik lanjutan untuk memproses volume data besar. Upaya mengatasi tantangan tersebut melalui penskalaan vertikal terbukti mahal dan tidak efektif.
PolarDB-X memungkinkan peningkatan instans dari Standard Edition ke Enterprise Edition secara langsung, memanfaatkan fitur distribusi dan kemampuan Hybrid Transactional/Analytical Processing (HTAP) untuk mengatasi keterbatasan database terpusat. Selain keunggulan sistem terdistribusi, peningkatan ini tetap mempertahankan pengalaman dan kinerja yang diharapkan dari database MySQL tradisional standalone.
Gambar di atas mengilustrasikan proses peningkatan langsung yang mulus dari instans PolarDB-X dari Standard Edition ke Enterprise Edition. Peningkatan ini memiliki fitur-fitur berikut:
Standard Edition dan Enterprise Edition berbagi DN yang sama. Peningkatan langsung menambahkan CN, CDC, dan GMS ke Standard Edition tanpa migrasi data. Dataset yang sama digunakan baik saat Alih bencana maupun rollback, sehingga menghilangkan risiko inkonsistensi data.
Tabel terpusat dapat dikonversi langsung menjadi tabel tunggal terdistribusi. Anda dapat memanfaatkan skalabilitas sistem database terdistribusi melalui fitur bahasa definisi data (DDL) online PolarDB-X.
Setelah peningkatan dari Standard Edition ke Enterprise Edition, titik akhir koneksi tetap tidak berubah. Anda tidak perlu memodifikasi aplikasi. Proses peningkatan hanya menyebabkan pemutusan koneksi singkat selama beberapa menit.
Sistem dirancang agar sangat kompatibel dengan ekosistem MySQL terpusat, sehingga memberikan pengalaman terdistribusi yang transparan tanpa perlu modifikasi aplikasi. Untuk informasi selengkapnya, lihat Kompatibilitas dengan MySQL.
Setelah peningkatan dari Standard Edition ke Enterprise Edition, fitur distribusi baru mungkin menimbulkan overhead kinerja tambahan. Untuk mengatasinya, PolarDB-X menggunakan teknologi kelompok tabel dan kelompok partisi untuk memastikan data terkait diorganisasi secara terpusat. Pendekatan ini menyederhanakan eksekusi transaksi terdistribusi dan pemrosesan kueri kompleks, sehingga mengoptimalkan kinerja dalam lingkungan terdistribusi agar mendekati kinerja sistem database terpusat—terutama dalam skenario partisi tunggal di mana semua data terkait ditempatkan bersama.
Kolam sumber daya penyimpanan dan spesifikasi elastisitas
PolarDB-X memperkenalkan konsep kolam sumber daya penyimpanan dan atribut LOCALITY untuk membantu pengguna menskalakan database terpusat menjadi database terdistribusi sesuai kebutuhan.
Kolam sumber daya penyimpanan mengorganisasi DN menjadi kelompok-kelompok terpisah yang tidak tumpang tindih, sehingga setiap DN hanya termasuk dalam satu kolam. Anda dapat menambahkan atau menghapus DN dari kolam sumber daya penyimpanan.
Anda dapat menggunakan atribut LOCALITY untuk menentukan DN yang digunakan oleh basis data, tabel, atau partisi.
Berikut ini penjelasan cara menggunakan fitur kolam sumber daya penyimpanan dan atribut LOCALITY untuk memperluas kemampuan database secara mulus ke arsitektur terdistribusi:
Skenario 1: Sistem perangkat lunak sebagai layanan (SaaS) multi-penyewa awalnya beroperasi pada instans PolarDB-X Standard Edition terpusat. Setelah ditingkatkan ke Enterprise Edition, data penyewa dapat dipisahkan ke dalam kolam sumber daya penyimpanan yang berbeda. Di dalam setiap kolam, tabel dipertahankan dalam struktur tabel tunggal, seperti yang ditunjukkan pada Kolam Sumber Daya Penyimpanan 1 pada gambar di atas. Pendekatan ini memungkinkan penskalaan terdistribusi sekaligus mempertahankan organisasi dan kesederhanaan data.
Skenario 2: Bisnis e-commerce awalnya berjalan pada instans PolarDB-X Standard Edition terpusat. Seiring peningkatan basis pengguna dan volume transaksi, data bisnis dapat didistribusikan ke beberapa DN dalam satu kolam sumber daya, seperti yang ditunjukkan pada Kolam Sumber Daya Penyimpanan 3 pada gambar di atas. Pendekatan ini memungkinkan sistem menangani peningkatan permintaan tanpa mengorbankan kinerja atau kecepatan.
Gambar berikut menunjukkan bagaimana data terpusat dapat didistribusikan sesuai kebutuhan dalam arsitektur terdistribusi menggunakan DDL online.
Untuk bisnis yang menggunakan beberapa tabel tunggal, pertahankan struktur tabel tunggal tersebut. Gunakan DDL online untuk menambahkan node ke kolam sumber daya dan mendistribusikan tabel secara merata ke beberapa DN dalam kolam tersebut.
Untuk bisnis yang menggunakan tabel besar, gunakan DDL online untuk mengubah tabel tersebut menjadi tabel terdistribusi dengan partisi yang didistribusikan ke DN dalam kolam sumber daya. Setelah node ditambahkan ke kolam sumber daya penyimpanan, data tabel terdistribusi akan didistribusikan secara merata ke DN.
Untuk bisnis yang menggunakan tabel besar dan beberapa tabel tunggal, ubah tabel besar menjadi tabel terdistribusi dengan partisi yang didistribusikan ke DN dalam kolam sumber daya, sementara tabel tunggal tetap dipertahankan dalam struktur aslinya dan didistribusikan ke kolam sumber daya yang berbeda. Pendekatan ini memungkinkan distribusi tabel yang fleksibel dan dapat diskalakan di seluruh sumber daya, serta meningkatkan kapasitas sistem untuk skalabilitas linier dan bertahap seiring pertumbuhan bisnis.
Kebutuhan DN terhadap sumber daya berbeda-beda tergantung pada distribusi data. PolarDB-X memungkinkan peningkatan dan penurunan spesifikasi DN secara terpisah, sehingga Anda dapat menyesuaikan spesifikasi secara fleksibel dan meningkatkan efisiensi penggunaan sumber daya secara keseluruhan.
Untuk informasi tentang cara mengelola spesifikasi kolam sumber daya penyimpanan dan DN, lihat Kelola node data.