数据库是企业,系统的核心,其性能表现会直接影响整体业务系统的性能表现,而影响数据库性能因素包括系统架构设计,应用程序业务SQL语句,数据库参数优化配置,数据库运行的资源能力。系统架构设计和应用程序业务SQL语句都属于数据库外围,需要从整体业务上去设计优化;数据库的参数配置,核心是要根据数据库上的业务和硬件特点细调参数,丰富的DBA经验对此项影响很大,归属于软件配置内容且随时可调整。数据库的硬件资源,在传统企业中属于一项固定资产投资,前期投资成本高,后期更换成本更高,云时代虽然能够随时扩容硬件资源和更换,但亦受到数据迁移,业务停服等影响,因此好的硬件资源选择非常重要。
影响性能的硬件包括CPU、内存,磁盘,网络:
CPU:计算能力核心,其表现会直接影响数据库的逻辑运算能力,比方说查询计算,数据聚合,存储过程效率等。
内存:对性能非常关键,其核心是缓存频繁使用数据避免系统频繁与磁盘交互,性能表现一般都在纳秒级延迟,一般OLTP数据库建议内存和数据空间比例至少要保持在20%。
磁盘:相比前两者性能最差,因此磁盘性能表现直接影响数据库整体表现。云数据库目前提供两种磁盘,包括本地盘和云盘,本地盘性能高(微秒级延迟)但存储容量有限,云盘更大存储容量但性能受限(毫秒级延迟)。
网络:网络影响主要在于带宽,因此大查询或者大事务,对网络的要求就很高。
重点分析磁盘性能对业务有影响的因素包括:
延迟:延迟越低,系统响应越实时,如对于交易型系统,延迟会影响到每次用户操作是否卡顿。
吞吐量:带宽越高,并发能力越好,多用户同时操作时可以并发处理更多需求,避免排队。
IOPS:是磁盘并发能力的直接指标,定义是在特定数据块(如4 k)大小下每秒可处理的IO请求数。
上面提到本地盘的性能要好于云盘,那么为什么云数据库RDS的发展要往云盘方向走呢?主要原因除了性能以外,云盘还有诸多企业特性满足各类业务需求,如三副本数据存储可保证业务数据可靠性达到9个9,存储与计算分离,可支持容量更大同时扩容相对更简单等。而ESSD云盘相对SSD云盘,企业特性有非常大的加强,同时重点性能表现大大提升,达到本地盘能力甚至超越。下面我将重点分析企业级高性能存储ESSD的核心能力。
极致性能极致稳定
ESSD最大实现单实例单盘100万IOPS,并且读写时延降低+ 70%,最快达到200年,核心能力的技术保障是ESSD首次采用面向未来的架构设计。首先ESSD云盘采用RDMA网卡,在硬件上保障了网络吞吐能力达到了50 gbps。其次在软件层面阿里云研发了新一代的底层存储系统,存储引擎2.0,性能表现极致同时坚如磐石,是稳定性能表现的关键,高IOPS场景下响应时间几乎无抖动。最后软件架构层面实现了全用户态协议栈,降低了70%时延。
阿里云自研的存储引擎2.0新架构是性能提升关键,实现了用户态文件系统(FusionEngine),高性能网络库(优化TCP RDMA),极致的软件栈优化(实现无锁,无上下文切换,零拷贝),多流映射(吞吐量提升三倍),实现动态切换(99.9%分位延迟降为1/10)等核心技术。
RDS率先支持ESSD存储,第一时间为客户提供高性能的数据库服务,经过实际客户业务测试,MySQL数据库在云盘容量减少60%的前提下,较SSD云盘,ESSD云盘TPS提升200%以上,时延降低60%以上。
云数据库RDS存储能力进化解析!
