Serverless - PolarDB

Serverless是雲原生資料庫PolarDB所具備的動態彈性擴縮容能力。叢集中的各個節點能夠在秒級內實現彈性擴充，有效應對業務負載的突增，且在整個過程中對業務運行無任何影響。在業務低負載期間，該機制能夠自動進行彈性縮容，從而有效降低業務成本。

背景

資料庫是現代企業IT系統中非常重要的一部分。在建立資料庫時，通常需要謹慎設定資料庫叢集的資源，包括CPU、記憶體、儲存以及串連數等多個參數，以確保業務在高峰期和低穀期均能保持平穩運行。在這種情況下，叢集資源在業務低穀期間會處於閑置狀態，從而導致整體成本上升；而在業務壓力增加階段，叢集資源則顯得應對不足。Serverless資料庫能夠有效解決這一問題。它實現了資料庫叢集資源的動態彈性擴充與縮減，能夠根據業務負載進行調整，從而擺脫複雜的業務資源評估和營運工作。

在業務波動較大的情境下，普通叢集和Serverless叢集資源使用和規格變化情況如下圖：

由上圖可以看到，在業務波動較大的情境下：

普通叢集：在波穀期浪費的資源較多，在高峰期資源不足，業務可能受損。
Serverless叢集：
- 由於其規格隨業務需求量隨時調整，總體浪費的資源較少，提升了資源使用率，降低了資源使用量。
- 可以快速完成叢集資源擴縮，在高峰期也能完全滿足業務需求，保證業務不受損，提高了系統的穩定性。
- 打破固定資源付費模式，真正做到了負載與資源動態匹配的隨用隨付模式，可節省大量成本。
- 對高吞吐寫入情境和高並發業務情境進行了設計最佳化，同時提供了彈性擴縮能力，適合業務資料量大並具有典型的業務訪問波峰波穀情境。
- 無需手動調整配置，從而提升了營運效率，節省了人力和時間成本。

功能簡介

Serverless提供了CPU、記憶體、儲存、網路資源的即時彈效能力，不僅提供網路資源、命名空間、儲存空間的垂直資源隔離能力，還提供計算儲存資源按需計費的能力，實現計算與儲存資源的彈性調配。這使得您能夠在面對業務波峰波穀時，快速且獨立地調整計算和儲存能力，從而實現對業務變化的快速響應，同時合理最佳化成本使用，進一步助力企業降低成本、提高使用效率。

介紹	說明
展示形態	Serverless叢集：計費類型為Serverless的叢集。固定規格叢集的Serverless功能：在計費類型為訂用帳戶或隨用隨付的叢集中手動開啟Serverless功能。這裡的固定規格是指在計費類型為訂用帳戶或隨用隨付下需要選擇固定的計算節點規格。
擴縮方式	縱向擴縮：計算節點的規格（CPU和記憶體）發生變化。橫向擴縮：唯讀節點的數量發生變化。
PCU（PolarDB Capacity Unit）	Serverless採用PCU作為秒級計費和資源彈性的管理單位，其中1 PCU約等於1核2 GB記憶體的標準服務能力。節點的PCU將根據業務負載在您設定的上下限範圍內進行動態調整，單次彈性的最小PCU單位為0.5 PCU。

展現形態

固定規格叢集的Serverless功能

Serverless叢集

資料庫代理
- 資料庫代理由固定規格和Serverless兩部分組成。其中，固定規格為固定規格叢集預設規格，而Serverless部分則根據業務負載進行彈性擴縮。
- 擴縮預設按照0.5 PCU的增量進行。擴縮步長會根據當前的PCU使用方式動態調整，當前PCU越大，擴縮步長相對越大。
計算節點
- 主節點（RW節點）和唯讀節點（RO節點）由固定規格和Serverless兩部分組成。其中，固定規格部分不隨業務壓力的變化而改變，Serverless部分隨業務負載變化而彈性擴縮。
- 每當主節點或唯讀節點擴充或收縮時，節點的PCU會相應增加或減少。
- 擴縮預設按照0.5 PCU的增量進行。擴縮步長會根據當前的PCU使用方式動態調整，當前PCU越大，擴縮步長相對越大。
- 您可以設定單節點彈性擴縮的範圍，以PCU為單位。系統每秒鐘會監測一次計算節點的PCU。

儲存空間
儲存空間採用固定規格叢集的儲存，具體請參見儲存空間。

說明

固定規格叢集開啟Serverless功能後，叢集的最大串連數和最大IOPS與設定的Serverless配置參數单节点资源弹升上限成正比。

資料庫代理
- 資料庫代理為Serverless形態，資源獨立於計算節點，彈性擴縮無需您選擇。
- 擴縮預設按照0.5 PCU的增量進行。擴縮步長會根據當前的PCU使用方式動態調整，當前PCU越大，擴縮步長相對越大。
計算節點
- 主節點（RW節點）和唯讀節點（RO節點）全部為Serverless形態，隨業務負載變化而彈性擴縮，並採用單可用性區域共用儲存。
- 每當主節點或唯讀節點擴充或收縮時，節點的PCU會相應增加或減少。
- 擴縮預設按照0.5 PCU的增量進行。擴縮步長會根據當前的PCU使用方式動態調整，當前PCU越大，擴縮步長相對越大。
- 您可以設定單節點彈性擴縮的範圍，以PCU為單位。系統每秒鐘會監測一次計算節點的PCU。

儲存空間
儲存空間採用隨用隨付方式，購買時無需選擇容量，隨著資料增長而線上自動擴容，只按實際資料量所佔的儲存空間大小收費。您可以在叢集的基本信息頁面查看数据库存储用量。詳細操作步驟，請參見查看資料庫儲存用量。

說明

Serverless叢集的最大串連數為100000，最大IOPS為84000。

彈性擴縮

資源彈性擴充觸發條件

縱向擴充（節點升配）
PolarDB主要監控主節點和唯讀節點的CPU使用率、記憶體使用量率和其他核心層面指標。在監控周期內，當單節點出現如下三種情況中的任意一種時，通常會觸發當前節點的縱向擴充：
- CPU使用率高於預設閾值（預設值為85%）。
- 記憶體使用量率高於85%。
- 唯讀節點的規格小於主節點規格的一半。
  例如，當一台唯讀節點的規格為4 PCU，而主節點的規格為10 PCU時，就會觸發這台唯讀節點資源的縱向擴充到不小於5 PCU的規格。
橫向擴充（增加節點）
當叢集中某個唯讀節點已經縱向擴充至設定上限，並且該唯讀節點仍然滿足縱向擴充的觸發條件（如CPU使用率高於預設閾值），則會觸發唯讀節點的橫向擴充。

資源彈性收縮觸發條件

縱向收縮（節點降配）
當單節點的CPU使用率低於預設閾值（預設值為55%），且記憶體使用量率低於40%時，會觸發該節點的資源收縮。
橫向收縮（減少節點）
當叢集中某個唯讀節點的CPU使用率低於15%，且其餘唯讀節點的CPU使用率低於60%，並持續15分鐘～30分鐘時，會觸發該節點的收縮。
說明
- 為防止節點抖動，每次僅會橫向收縮一個唯讀節點，並且連續收縮節點的靜默期為15分鐘～30分鐘。
- 若您希望立即收縮所有隻讀節點，可以通過修改Serverless配置實現。將只读节点个数伸缩上限與只读节点个数伸缩下限均設定為0，會立即觸發所有隻讀節點的收縮。

說明

以上閾值指標為預設值，在不同叢集核心參數及不同Serverless配置策略下，會有所調整。

核心優勢

Serverless能夠根據業務負載，對叢集資源進行秒級動態彈降。其核心優勢體現在如下幾個方面：

高可用
多節點的架構保障了Serverless叢集的高可用，共同保證了 Serverless叢集的穩定運行。
高彈性
- 擴縮範圍廣：支援自動縱向和橫向擴充。
- 秒級擴縮：從容應對業務負載突增，5秒完成探測，1秒完成擴充；同時在業務負載下降時，叢集資源階梯性自動釋放。
資料強一致
支援全域一致性，在叢集內實現資料強一致，資料寫入後在唯讀節點上立即可讀，效能與弱一致性基本一致。
說明
全域一致性功能預設處於關閉狀態，您可以手動為叢集串連地址啟用相應功能，詳細操作請參見全域一致性。
低成本
以PCU定價，真正做到隨用隨付，協助您節省成本。成本下降最高可達 80%。
免營運
版本升級、系統部署、擴縮容、警示處理等所有營運工作由阿里雲專業團隊完成，使用無感知，業務無影響，服務持續可用，真正免營運。

適用情境

Serverless叢集

有明顯業務波峰波穀的情境。
低頻使用資料庫的情境，例如開發、測試環境。
間歇性定時任務的情境，例如學校教學、學生實驗。
不確定負載的情境，例如物聯網（IoT）、邊緣計算。
期望降低營運成本、提升營運效率的情境。

固定規格叢集的Serverless功能

有明顯業務波峰波穀的情境。
不確定負載的情境，例如物聯網（IoT）、邊緣計算。
期望降低營運成本、提升營運效率的情境。
希望保留已有的PolarDB叢集，同時又可以滿足業務波動的情境。

適用範圍

Serverless叢集：Oracle文法相容 2.0。
固定規格叢集的Serverless功能：Oracle文法相容 2.0且核心小版本為2.0.14.13.27.0及以上。

使用限制

Serverless叢集不支援新增自訂叢集地址、手動添加節點與手動變更配置功能。

費用說明

Serverless叢集
費用包括計算節點費用、儲存空間費用、備份儲存空間（僅超出免費額度時收費）費用和SQL洞察（可選）費用。具體請參見Serverless費用說明。
固定規格叢集的Serverless功能
費用包含固定規格叢集的費用和Serverless的費用兩部分。固定規格叢集的費用請參見計費項目概覽，Serverless的費用請參見Serverless費用說明。