PolarDB for Xscale（PolarDB-X）は、Alibaba Cloud が提供するクラウドネイティブ分散データベースです。シャーディング構成を必要とせず水平スケールが可能で、ノード障害およびデータセンター障害に対して、復旧ポイント目標（RPO）＝0、復旧時間目標（RTO）＜10 秒を実現します。また、単一のデータソース上でトランザクション処理と分析処理（HTAP）を統合的に実行でき、MySQL との完全互換性を維持しています。
アーキテクチャ
PolarDB-X は、初期段階では集中型の MySQL 互換データベースとして開始し、ワークロードの増加に応じてアプリケーションの変更やデータベースの移行を伴わず、分散システムへとスケールします。
内部的には、x86 ベースの非共有アーキテクチャを採用し、ストレージ層とコンピュート層を分離しています。各レイヤーは、ワークロードの要求に応じて独立してスケール可能です。
主な機能
PolarDB-X は、MySQL のオープンソースエコシステム（SQL 構文、トランザクション動作、周辺ツールなど）と完全互換です。自己管理 MySQL データベースからの移行には、最小限のコード変更で対応できます。
| 機能 | 説明 |
|---|---|
| 金融グレードの高可用性（RPO＝0） | RPO＝0、RTO＜10 秒を実現する自己開発 Paxos アルゴリズムを採用。すべての書き込み操作は過半数ノードによる承認を必要とするため、ノード障害時でもクラスターはトラフィックの処理を継続します。デプロイメント構成は以下の 3 種類から選択可能です：単一データセンター内での 3 レプリカ構成、単一リージョン内の 3 つのデータセンターにまたがる 3 レプリカ構成、または2 つのリージョンにまたがる 3 つのデータセンターに配置された 5 レプリカ構成です。 |
| 透過的ディストリビューション | シャーディング構成を不要とし、データを自動的に分散します。PolarDB-X はデフォルトでプライマリキーに基づいてシャーディングを行うため、既存データの移行時にパーティションキーを明示的に指定する必要はありません。スケールアウト時には、一貫したハッシュ（consistent hashing）を用いたパーティショニングと、ダウンタイムなしのノード間データ再配分を実行します。過負荷状態のノードからのリクエストをオフロードすることでホットスポットを緩和し、負荷分散を実現します。また、スケーリング中の業務継続性を確保するため、並列クエリおよび速度制限（throttling）をサポートします。フェールオーバー時の RPO＝0 を保証する自己開発 X-Paxos プロトコルに加え、Timestamp Oracle（TSO）および分散型 Multi-Version Concurrency Control（MVCC）により、すべての分散トランザクションにおける分離性および整合性が保たれます。さらに、分散データベース特有のデータ転送問題を解決するためのバイナリロギングも提供：バックアップ前のデータ整合性を保証し、グローバルに整合したデータに基づいてバックアップファイルを作成することで、異なる時点のバックアップファイルからノードを復元した場合の不整合を防止します。 |
| 集中型と分散型アーキテクチャの統合 | Standard Edition（100％ネイティブ MySQL 互換）から開始し、ワークロードがシングルノードの処理能力を超えた時点で、サービス中断なしで Enterprise Edition へスペックアップできます。Enterprise Edition は、ネイティブ MySQL との高い互換性を備えています。スペックアップ後、分散コンポーネントは既存のデータノードに自動接続され、データ移行やアプリケーション変更は一切不要です。 |
| HTAP | 同一のデータソース上でトランザクション処理と分析処理を実行できます。PolarDB-X は、行ストアノードと列ストアノード、クラスタ化列指向インデックス（CCI）、コストベースオプティマイザ、ベクター化演算子を組み合わせることで、両方のワークロードタイプに対応します。冷データアーカイブ（TTL）および自己開発 SQL エンジンにより、HTAP 体験が完結します。 |
| オープンソースエコシステムおよびマルチクラウドデプロイメント | コンプライアンス要件およびインフラストラクチャ要件に応じて、任意の環境へのデプロイメントが可能です。ご利用の環境に応じて、以下の 4 つのオプションから選択できます：高速な反復開発とマネージド運用を実現する Alibaba Cloud パブリッククラウド（フルマネージド、世界 13 リージョン対応）；規制対応や隔離環境向けの Apsara Stack；オンプレミスにおけるパフォーマンス専有型デプロイメント向けの DBStack；最小限のリソース使用量で軽量な分散クラスターを構築する PolarDB-X Lite。 |
| セキュリティおよび安定性 | PolarDB-X は、複数の国家レベルのセキュリティ認証を取得済みであり、金融・通信企業のコアシステムにも導入されています。利用可能なセキュリティ制御機能には、IP アドレスホワイトリスト、SSL、TDE（透過的データ暗号化）、バックアップの暗号化、常にコンフィデンシャルコンピューティング、SQL 監査およびトレーシング、完全 SQL 監査三権分立モード、およびタグベースの権限制御が含まれます。ディザスタリカバリについては、金融業界のレベル 5 準拠を満たしており、2 つのリージョンにまたがる 3 つのデータセンターへのデプロイメントをサポートします。 |
ユースケース
| ユースケース | PolarDB-X が提供する価値 |
|---|---|
| 高スループットトランザクションシステム | 金融・インターネット系トランザクションシステムでは、長時間実行、低遅延、強い整合性を要する操作が求められます。金融グレードの高可用性および透過的ディストリビューションにより、高負荷下でもトランザクションシステムの整合性と可用性が確保されます。 |
| 集中型データストレージ（ODS） | 複数の縦分割されたソースからビジネスデータを収集し、オペレーショナルデータストア（ODS）に集約するには、高書き込み同時実行性、大規模ストレージ、多様な次元でのクエリ処理が求められます。透過的ディストリビューション、HTAP、および組み込みセキュリティ制御により、運用の複雑さを追加することなくこれらの要件を満たします。 |
| データベースおよびテーブルのシャーディング | 高スループット、高い同時実行性、および分散 DDL 操作（スケーリングを含む）を要するワークロードは、PolarDB-X の透過的ディストリビューション機能に直接対応しており、シャーディングを自動的に管理します。 |
| シングルノードから分散アーキテクチャへの移行 | シングルノードデータベースがワークロードを処理できなくなった場合、あるいは単一テーブルが大きくなりすぎて保守が困難になった場合、PolarDB-X を使用すれば、ダウンタイムやアプリケーション変更を伴わず、Standard Edition から Enterprise Edition へとスペックアップできます。詳細については、「集中型と分散型アーキテクチャの統合」をご参照ください。 |
| モジュラー型ディザスタリカバリ | 金融・通信系ワークロードでは、データセンター単位の障害分離およびアクティブ地理的冗長性が求められます。金融グレードの高可用性、透過的ディストリビューション、およびセキュリティ認証により、このレベルの耐障害性を実現するモジュラーかつ分散型のアーキテクチャがサポートされます。 |
| リアルタイム HTAP クエリ | 同一のデータ上でトランザクション処理とリアルタイム分析を併用するアプリケーションは、データ重複や整合性の妥協を伴わず、PolarDB-X の HTAP 機能を活用できます。 |
| コスト最適化および MySQL 移行 | トラフィックパターンが安定しているワークロードでは、PolarDB-X のワンクリック MySQL 移行パス、データ圧縮、集中型アーキテクチャから始めて必要に応じてのみスケールする柔軟性がメリットとなります。集中型と分散型アーキテクチャの統合、HTAP、およびオープンソースエコシステムのサポートにより、総所有コスト（TCO）の削減が実現します。 |
| マルチクラウドディザスタリカバリ | PolarDB-X は、Alibaba Cloud パブリッククラウド、Apsara Stack、DBStack、PolarDB-X Lite をサポートしており、複数の環境へのデプロイメントが可能で、ベンダーロックインを回避できます。 |