数据库部署方案有哪些?

想要选择一个最适合自己的数据库来运营组织业务,企业必须综合考虑一系列问题。它能否提供所需的性能、规模和可用性?能否提供业务运营所必需的灵活性和效率,满足所有工作负载的需求?能否提供集成式机器学习、高级分析以及便捷的应用开发工具来促进创新?

在今天,企业需要使用一系列广泛的应用功能来在千变万化的业务环境下交付客户期望的优质服务。考虑到每一种数据库部署方案都各有其优势和不足,选择适当的数据库部署位置来高效、可靠地运行业务应用对于企业同样至关重要。

如何正确选择数据库和数据库部署方案?

在选择数据库和数据库部署位置时,企业必须深入考察各种数据库的关键性级别、所支持的应用类型以及数据库与应用之间的数据流。企业核心业务应用需要数据库提供更高水平的性能、规模、可用性和安全性。无论选择哪种部署位置,企业都应选择支持以下关键功能的数据库:

  • 多模数据类型支持:一个支持所有数据类型(包括原生 JSON)的数据库能够极大简化系统实施 — 整个过程只需要一套管理知识。
  • 数据集成:企业能够按需、跨所有应用访问所有类型的数据。使用数据集成功能,企业无需在应用层面编写复杂代码或使用其他的复杂服务来整合数据。
  • 分析:企业应能够分析和洞察组织内所有数据的意义,能够对多种类型的数据运行分析,例如关系数据、文本数据、空间数据和图形数据。对此,内置高级分析功能的数据库支持企业更快速理解数据,减少外部产品和服务的使用。
  • 机器学习:当今企业需要能够在数据库内构建机器学习模型,然后使用历史数据和新数据运行它们,捕获全新洞察。对此,内置机器学习建模和推理功能的数据库无需企业投入大量时间去提取、转换以及将数据移动到外部系统。
  • 融合数据和访问功能:同时支持多模数据类型、数据集成、多种分析功能以及机器学习特性的数据库被称为融合数据库。它不仅支持更轻松、更快速地开发应用,而且管理负担更低,数据库和基础设施整合率更高,可帮助企业提高效率并降低成本。
  • 应用开发:集成式工具和低代码应用开发环境支持开发人员与高级用户更轻松、更快速地构建创新型应用而无需额外使用其他工具和服务。
  • 整合:通过整合多个数据库,在一套本地数据中心或云基础设施上运行数据库,企业可以提高资源利用率、减轻管理负担、降低总体成本。此外,融合数据库还能在同一基础设施上整合多种类型的工作负载。最终的整合率取决于企业的底层硬件基础设施和部署方式。专为数据库运行而设计的硬件能够提供更强大的性能和整合能力。
  • 管理自动化:自治数据库能够利用机器学习技术自动化执行众多常规管理任务,减少人为错误。它有助于数据库管理员更高效运营数据库,更好地推动业务线创新。
  • 安全性和身份管理:企业无需担心非授权访问关键信息。利用强大、一致、覆盖整个融合数据库的安全性,企业可以减少业务数据和专有信息面临的安全威胁。

除了这些核心数据库功能,部署平台也决定着企业的数据库利用情况。无论如何,企业数据库必须具有软件和硬件级的高可用性来确保 24/7 运营。灾难恢复能力也至关重要,尤其是对于地理分散式组织和面临勒索软件威胁的企业而言。此外,很多人可能会忽视性能问题,事实上,数据库性能决定着关键业务应用能否顺利满足大规模事务和庞大的分析需求,驱动业务增长。

例如,一家零售企业既要处理大量客户事务,又要近乎实时地报告最新数据,它可能需要一个基于云技术运行的融合数据库;一家银行需要最高水平的安全性和将数据保留在本地环境,一个基于自有数据中心运行的数据库解决方案可能更为合适。


数据库部署位置

除了选择最契合自身需求的数据库外,企业还必须慎重选择数据库部署位置。由于一台数据库可能只支持在特定位置的特定平台上运行,或者在特定位置和特定平台上的表现显著优于其他位置和其他平台,数据库和数据库部署位置是紧密关联的。一个简单方法是考察候选数据库是否支持在企业期望的首选位置运行,例如公有云环境、专有数据中心、本地数据中心云环境以及边缘环境。


在企业数据中心部署数据库

在企业数据中心部署数据库可提供多重优势。数据库在物理空间上接近其他系统、应用、数据资源和用户,因此数据访问的延迟更低。在本地数据中心环境下,企业可以完全控制数据库和基础设施,更好地满足数据驻留以及众多行业优秀实践要求。此外,一些业务实践还在财务上要求采用资本支出 (CapEx) 模式,通过将资源部署在本地数据中心,企业可以更好地满足这一点。不过,这一部署方案要求企业数据库管理员 (DBA) 来管理数据库以及底层硬件基础设施。

这一部署方案可细分为两种方式:

  • 客户集成解决方案:企业内部 IT 部门基于自身专业知识采购、集成整个环境的各种组件并执行打补丁和安全保障,提供必要的管理工作。对企业而言,自行集成和管理来自多家供应商的服务、存储、网络、虚拟化、操作系统以及数据库软件是一项非常耗时且艰巨的任务。
  • 预构建的集成式解决方案所有硬件和软件经过统一设计、集成和优化,可协同作业,因此其部署和管理工作要轻松的多。集成式解决方案无需企业 IT 部门将各种组件组合在一起并为实现峰值性能而进行调优。在成本上,对于中小型企业而言,集成式全栈解决方案在运行数据库和应用方面更为经济。此外,采用集成式解决方案,企业可以减少基础设施需求,降低数据中心复杂性和整体成本并节约时间。

在公有云环境部署数据库

对很多企业来说,在公有云环境运行数据库是一个极富吸引力的选择。这一方案实施周期短,有时甚至还是零初始资本支出。公有云技术运营方还会承担一定的基础设施和软件管理职责。在公有云环境中部署数据库,企业无需在数据中心空间、设备、硬件运营人员上进行任何投资,可以显著节约成本。此外,用户无需单独安装和管理任何硬件和软件,只需短短几分钟就能创建自己需要的数据库。随着工作负载增长,公有云技术支持企业轻松访问和使用更多或其他资源。

选择公有云部署方案时,企业可按需选择适合自己的部署方式,每种部署方式都有自己的优缺点。具体来说,企业可以部署在基础设施即服务 (IaaS)平台即服务 (PaaS)多云环境、企业数据中心内的公有云环境以及私有云环境中。

在 IaaS 环境部署数据库

IaaS 模式下,企业可以在云端裸金属或虚拟化基础设施上创建数据库环境,然后如同在本地一样管理基础设施。这不仅支持企业按照自身需求,精确地进行基础设施自定义,还无需企业管理硬件和潜在的虚拟化软件。不过,企业 DBA 需要投入大量时间,需要具备丰富的专业知识来持续履行系统管理职责。

企业可能会出于以下原因选择 IaaS 模式:

  • 全托管式服务无法提供工作负载所需类型或版本的数据库。通常情况下,在云端,每个数据库都部署在一个虚拟机 (VM) 中。
  • 当企业将应用(第三方或者自行开发)迁移到云端时,如果 IaaS 提供商能够提供可满足企业现行本地部署需求的计算配置和存储功能,IaaS 模式有助于轻松将整个应用基础设施迁移到云端。这不仅能降低总拥有成本 (TCO),还能提高数据库管理员的工作效率。

在 IaaS 环境部署数据库尤其适合使用高度专业化数据库的企业,特别是未来规模不大可能扩大,与自身应用紧密绑定的小型企业。

在 PaaS 环境部署数据库

这种云技术服务又被称为“数据库即服务” (DBaaS),它提供数据库运行所需的计算、存储以及数据库软件。有时,这种服务甚至无需 DBA 设置和管理物理硬件,无需 DBA 安装软件和配置数据库。DBaaS 环境支持用户在短短几分钟内供应数据库,它无需企业执行系统管理,数据库管理负担通常也更低。在 DBaaS 环境部署数据库时,企业可选择以下方式:

  • 在通用基础设施上部署单用途数据库:这一般要求企业部署多种类型的数据库来满足不同工作负载的需求,然后额外使用多项服务将数据库连接在一起。由于采用多种数据库并使用多种工具来移动数据,这不仅会加重 DBA 的工作负担,导致成本上涨,还可能带来安全缺陷。
  • 在通用基础设施上部署融合数据库服务:这能够满足所有类型的工作负载、数据和应用的需求,有助于降低复杂性和成本,但性能和规模会受到一定的限制。
  • 在集成、优化的基础设施上部署融合数据库服务:这既能赋予企业以通用基础设施的简单性和灵活性,又能避免性能和扩展问题。其基础设施针对所有类型的数据和数据库进行了预优化和预配置,支持深度的数据库和基础设施整合。这种方法不仅能满足企业的关键业务工作负载需求,还支持在未来轻松扩展。
  • 自治数据库解决方案:该方法是对以上方法的扩展,它同样使用融合数据库,但能够通过机器学习驱动的自动化功能消除数据库管理负担。企业能够在降低成本的同时实现出色的性能、可靠性和安全性 (PDF),并提高运营效率。

选择融合数据库和自治数据库方法,企业可以按需使用不同类型的基础设施:

  • 共享基础设施
    • 多个用户通过使用 vCPU 资源的方式,在公有云中共享云技术平台资源。
    • 自动扩展功能能够在峰值工作负载时段扩展性能,在工作负载需求下降时缩减性能,有助于企业在性能和成本之间达到平衡。
    • 此外,按使用付费的经济性和无最小用量承诺则支持企业从较低成本起步。
  • 专用基础设施 (PDF)
    • 企业使用专用计算和存储资源,与其他组织在数据和运营上完全隔离 — 这能够避免嘈杂邻居,有助于满足特定安全要求。
    • 专用服务器、存储和网络资源可提供更高的运营策略控制力。
    • 专用基础设施能够提高资源利用率和降低成本,充分发挥云端数据库整合的优势。
  • 无论采用何种部署方式,企业都可以通过融合数据库和自治数据库调优,在运行所有工作负载的同时满足特定类型工作负载的需求。这些工作负载类型包括:

  • 分析和数据仓储:全自动化数据仓库消除了与数据仓库运营相关的所有复杂性。它可以提供数据湖、数据科学和机器学习功能,支持轻松、安全、自助地运行分析,捕获业务洞察。
  • 事务处理和混合工作负载:全自动化的事务处理数据库通过简化了面向 OLTP 和混合工作负载应用的数据库运营,提供实时分析和高水平的性能和规模。在专用基础设施上,这可以为数据库整合提供一个理想平台。
  • 文档数据库工作负载:开发人员可以使用 NoSQL 式文档 API 快速创建和部署 JSON 应用,例如客户 360 度视图、内容和目录管理以及移动应用。开发人员无需创建数据模型和编写复杂代码。企业可以充分利用数据库的底层自动化功能,充分提高性能和安全性。

在 PaaS 环境部署数据库尤其适合以下企业:希望尽可能减轻基础设施和数据库管理运营负担,或者希望整合数百到数千个数据库的基础设施,以降低整体成本。在 PaaS 环境中部署自治数据库将助力数据管理团队专注于数据模式、数据以及用户而不是底层数据库软件,能够消除几乎所有数据库管理负担。

在多云环境部署数据库

很多运行着数百个应用的大型企业发现多云方案最适合自己。为了满足某些业务需求,企业要采用能够充分增强功能、提高性能和降低成本的解决方案,可能需要跨多个云,也就是在多云环境中部署整个应用和数据库体系。

在多云环境下,应用层通常在一个云中运行且可能只能在这一云中运行,数据库层则在另一个性能更高、规模更大、成本更低的云中运行。在多云环境下,为了尽可能降低延迟,避免应用性能下降,同一提供商的云数据库中心部署在相对距离较近的位置至关重要。

此外,多云架构中的各个云技术供应商达成战略合作关系也非常重要,以便通过共同的支持政策识别和解决问题,尽可能降低数据出站成本。

在多云环境部署数据库尤其适合那些需要高性能的企业级(或许还具有“自治”特点)数据库,但无法在一个云中运行所有应用的企业。

在企业数据中心内的公有云中部署数据库

很多业务和政府法规要求企业将数据保留在本地数据中心,或者保留在所在国家和地区的地理范围以内。对此,企业可以在自家数据中心内部部署公有云资源,然后由云技术提供商管理基础设施和数据库 — 具体视提供商服务而定。由此,企业能够畅享云技术的价值和优势,包括可满足数据驻留和安全性要求的订阅式公有云技术服务。这种本地云即订阅 (LCaaS) 模式提供自动化的管理支持、基于专用基础设施的高性能以及基于整合方法的高效率。此外,企业还能随着工作负载变化而扩展或缩减资源用量。通过在企业数据中心内的公有云技术服务上部署数据库,企业可获得多重优势,包括:

  • 轻松将现有的本地部署数据库迁移到云端。
  • 在使用云技术的同时保障数据安全,履行数据驻留职责 — 数据始终位于本地数据中心。
  • 低延迟地连接本地数据中心内的现有应用和数据源。
  • 基于一个共享的计算、存储和网络资源池充分整合多种工作负载。通过共享池化资源,企业可以提高利用效率和部署敏捷性,降低成本。

一些解决方案还支持在企业数据中心内的公有云环境部署自治数据库,使企业能够畅享自动化扩展、供应、打补丁和故障管理优势。这些高级自动化功能可以消除人为错误,提高数据可用性和安全性,同时通过按使用付费模式降低企业成本。

在企业数据中心内的公有云环境部署数据库尤其适合那些公有云区域无法满足数据驻留和安全性要求的企业。该方案还适合希望使用云自动化功能,希望按使用为数据库资源付费,同时在本地数据中心使用现有资源运行应用的企业。


在私有云环境部署数据库

过去,一些企业将数据库部署在其数据中心内的共享基础设施上。这种共享基础设施是为高性能和高可用性而设计的,既运行数据库,又运行应用和中间件,但缺点是成本高昂且未专门针对数据库进行过任何性能优化。

最近,这种共享基础设施方法逐渐让位于私有数据库云技术。私有数据库云技术使用专为优化运行数据库而进行了调优的专用本地部署基础设施,由使用的企业所有和管理,支持在同一基础设施上运行多种版本的数据库,可实现极高水平的数据库整合率。这些平台还搭载了高水平的内置自动化功能,不仅能确保每个数据库获得所需资源来满足性能 SLA 要求,还会优先处理关键应用的延迟敏感型活动,确保关键应用以最高性能运行。

在私有云中部署数据库尤其适合那些具有严苛的数据库和应用自定义要求以及内部互联需求的企业。对于大多数应用而言,私有数据库云技术与传统的本地数据库部署极为相似,因此可称得上是最简单的云迁移方案。


混合云环境下的数据库可移植性

在大多数企业中,数据库部署方案不是非此即彼的:他们通常需要协同使用本地环境和云环境来运行数据库。很多时候,企业需要在混合云环境下部署数据库。例如,很多企业在一个环境下开发应用,在另一个环境下部署应用。企业也可能在公有云中运行远程运营应用,在其数据中心中运行集中运营应用。

在混合云环境中部署数据库时,为了尽可能降低 IT 工作负载,一个要诀是使用在所有环境中都提供相同功能、管理特性和安全性的数据库软件和硬件。当本地环境和云环境具有高度的同一性时,企业可以轻松移动并一致地管理数据库和应用。


选择一家提供多种部署方案的云技术提供商

在选择云技术提供商时,企业需要考察候选提供商能否提供一个全面、集成的解决方案,能否提供广泛的融合数据库功能,能否提供高水平的基础设施同一性,以便在任何需要的位置部署数据库。这样的解决方案将帮助企业在满足自身灵活性、可扩展性以及增长需求的同时降低成本。

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