PolarDB:製品の概要

集中型 (Enterprise EditionおよびStandard Edition)

• データベースプロキシ (プロキシ)

  データベースプロキシは、データベースとアプリケーションとの間に位置するネットワークプロキシサービスであり、アプリケーションがデータベースにアクセスするときにすべての要求を処理する。 プロキシ層は、セキュリティ認証を提供し、自動読み書き分割、負荷分散、一貫性レベル、接続プーリング、永続的接続、および過負荷保護などの高度な機能をサポートします。

• データベース計算ノード

  • PolarDBはマルチノードクラスタアーキテクチャを使用します。 1-書き込み-複数-読み取りクラスターは、1つの読み取り /書き込みノードと複数の読み取り専用ノードを持ちます。

  • 読み取り /書き込みノードと読み取り専用ノードは、Active-Active Failoverアプローチを使用して、高可用性データベースサービスを提供します。

  • 計算ノードは主にデータベースSQLエンジン機能を提供し、汎用仕様と専用仕様で利用できます。

• 共有分散ストレージ

  各計算ノードが独自のコピーを保存するのではなく、複数の計算ノードがデータの単一のコピーを共有するため、ストレージコストが大幅に削減されます。 新しく構築された分散ブロックストレージ (distributed storage) とファイルシステム (Distributed Filesystem) に基づいて、ストレージ容量をオンラインでスムーズに拡張し、単一のデータベースサーバーのストレージ容量の制限を回避し、数百テラバイトのデータ量を効果的に処理できます。

分散

• データベースノード

  • クラスターは、計算ノードとデータノードで構成されます。 コンピュートノードはクラスターメタデータを管理し、分散実行プランを作成します。 データノードは実際のデータシャードを格納します。

  • クラスタ内の各データノードと計算ノードは、ストレージと計算を分離する集中型アーキテクチャを使用します。 クラスターは、データベースプロキシと1書き込み複数読み取りモードをサポートし、計算ノードとデータノードのフェールオーバーメカニズムを提供します。 クラスターでは、読み取り専用ノードを追加して、個々の計算ノードまたはデータノードの読み取り機能を強化できます。

• 分散機能

  • クラスターは手動シャーディングをサポートし、水平スケーリング機能を提供するため、ペタバイト (PB) 未満のデータ量を伴うビジネスシナリオに適しています。

  • クラスターは、分散トランザクションの一貫性を保証します。

  • クラスターはデュアルゾーン展開をサポートしています。 操作は、プライマリゾーンのアクティブな作業クラスターで実行されます。 プライマリゾーンで障害が発生した場合、セカンダリゾーンのホットスタンバイクラスタがシームレスに引き継ぎ、中断のないサービスを保証できます。

  • クラスターは、メンテナンス、アップグレード、および構成の変更中に、24/7に中断のない操作を提供します。 クラスターは、異種の計算ノードとデータノードの追加をサポートします。

集中型 (Standard Edition)

• データノード

  データノードは、PolarDB-Xにデータを永続的に格納し、Paxosプロトコルに基づいて信頼性の高い一貫性のあるストレージサービスを提供するために使用されます。 自己開発のLizardトランザクションシステムは、MySQL分散エンジンと比較して、より高い可用性と約35% のパフォーマンス改善を提供します。

• マルチレプリカアーキテクチャ

  PolarDB-Xは、Paxosを使用して、レプリカ間の強い一貫性を確保します (RPO = 0) 。 Paxosでは、各書き込み操作をノードの半分以上で確認する必要があります。 これにより、クラスターノードの1つに障害が発生しても、クラスターは期待どおりにサービスを提供し続けることができます。 Paxosは、レプリカ間の不整合の問題を排除することにより、強力な一貫性を確保できます。 レプリカは次の役割に分類されます。

  • リーダー

    リーダーはクライアントの要求を処理し、意思決定を行います。 リーダーは、データの一貫性と回復性を確保するためにログを維持します。

  • フォロワー

    フォロワーはリーダーからの命令を受け入れて実行します。 リーダーが失敗するかアクセスできなくなった場合、フォロワーは新しいリーダーになるように選択できます。

  • ロガー

    フォロワーと同様に、ロガーは多数コンセンサスプロトコルをサポートしますが、データサービスは提供しません。 リーダーが失敗するかアクセスできなくなると、ロガーはリーダー選挙に参加します。 ロガーは一時的なリーダーとして選択されますが、データサービスは提供しません。 フォロワーが更新され、最新のデータとステータスが同期された後、ロガーはリーダーシップを放棄します。

  • 学習者

    学習者は、システムから状態情報を受動的に受け取り、リーダーの選挙または意思決定プロセスには参加しません。 したがって、学習者はシステム上で最小のオーバーヘッドを生成する。

分散 (Enterprise Edition)

• グローバルメタサービス (GMS)

  テーブルメタデータ、スキーマメタデータ、統計メタデータなど、グローバルに一貫性のあるシステムメタデータを管理します。 GMSは、ユーザーアカウントや権限などのセキュリティ関連情報を管理します。 GMSはTimestamp Oracle (TSO) サービスを提供します。

• 計算ノード

  計算ノードはシステムの入り口です。 これらのノードはステートレス設計を使用し、SQLパーサー、オプティマイザ、エグゼキュータなどのモデルを含みます。 計算ノードは、分散データルーティング、計算、動的スケジューリング、2相コミット (2PC) プロトコルに基づく分散トランザクション調整、分散DDL実行、およびグローバル2次インデックスメンテナンスを担当します。 計算ノードは、SQLスロットリングや3ロールモードなどのエンタープライズレベルの機能を提供します。

• データノード

  データノードは、永続的な行指向データを担当します。 データノードはデータの耐久性を確保し、Paxosに基づいて強力な一貫性を保証します。 データノードはMVCCを使用して、分散トランザクションの可視性を維持します。 データノードは、Project、Filter、Join、Aggregationなど、分散アーキテクチャでコンピューティングタスクをプッシュダウンする必要がある操作の要件を満たすこともできます。

• 列ノード

  列ノードは、永続的なCCIを提供し、OSSに基づいてCCIを構築し、分散トランザクションのバイナリログをリアルタイムで消費して、リアルタイム更新の要件を満たします。 計算ノードと組み合わせると、列ノードはCCIのスナップショットに一貫したクエリ機能を提供できます。

• 変更データキャプチャ (CDC) ノード

  CDCノードは、MySQL binlog形式およびプロトコルと完全に互換性のある増分サブスクリプション機能を提供します。 CDCノードは、MySQLレプリケーションプロトコルと互換性のあるプライマリ /セカンダリレプリケーション機能も提供します。