云数据库的关键技术

云数据库，是一种“稳定可靠、可弹性伸缩”的在线数据库服务。云数据库，基于云计算平台，提供数据库的变更、查询和计算等服务。

这种服务不仅能够帮助用户从繁琐的硬件、软件配置上解脱出来，还可以简化软件、硬件的升级，具有普通数据库所不具有的特点和功能。

下面，我们来了解一下云数据库的几个关键技术，如：数据库的扩展、大规模数据库的实现所用到的“负载均衡技术”、“读写分离技术”和“数据库/数据表拆分技术”等。

一、 数据库的扩展

当数据库的存储容量不足或者性能有待提升时，需要进行数据库扩展。

数据库扩展，有“向上扩展”和“横向扩展”两种方式。

向上扩展，指的是通过数据库的调优或者硬件调优等方式，提高单机性能。向上扩展，主要针对单个节点进行优化，实现数据库的扩展。横向扩展，则不再局限于提升单机性能，而是实现分布式的数据库，利用多机器解决数据库扩展的问题。

向上扩展和横向扩展，是从不同角度对数据库进行的扩展。打个比方，一个30层的楼房可以容纳200人，现在又有200人需要入住。向上扩展的方式，是在原有30层楼房的基础上，再添加30层，供新老住户居住；而横向扩展的方式则是，额外再建一栋30层的楼房，给新来的200人入住。

在大数据时代，传统向上扩展的方式，只提升和优化单个节点的性能，已经很难满足用户的需求。而且向上扩展的方式，数据在迁移时不得不停机，会造成服务中断。横向扩展的方式，只需增加节点，使得数据库的扩展工作大大简化。当有节点发生故障时，系统自动检测故障，并转移故障节点的应用，提高数据库的可靠性和高可用性。

亿速云云服务器，支持用户对云服务器实例进行实时迁移，而无需暂停和中断服务，保证了服务的可靠性和高可用性。

二、 大规模数据库的实现

在大数据时代，海量数据的存储和访问，成为数据库设计的瓶颈，传统的方式已无法满足大数据的需求。要实现超大规模的数据库，可采用“负载均衡技术、读写分离技术、数据库/数据表拆分技术”等。

1、 负载均衡技术

顾名思义，负载均衡就是平衡各节点/单元的工作负载，以达到提高整个系统资源利用率的目的。利用负载均衡技术，可以将大量并发访问或数据流量等任务，分配到多个节点单元上分别处理，以缩短反应时间，或者将单个负载严重的节点的工作任务，分配到其他节点进行处理。

负载均衡技术，通常用于集群系统中，该系统由多台计算机构成，系统之间通过网络进行连接。对内，各个节点相互协作，均衡负载；对外，则表现为超强性能的服务器。

在云数据库中实现负载均衡，首先需要一个连接数据库的控制端，作为中间层。外部的所有请求，访问中间层，再由中间层来访问数据库。中间层可以设置有效的均衡策略，控制每次访问哪个数据库。此外，在云数据库中，负载均衡技术要解决的另一个问题是，数据的实时和同步。

负载均衡技术，使得数据库具有很强的扩展性，只需要增加数据库服务器即可。通过多台服务器实现数据冗余，也保护了数据库的安全性。

亿速云云服务器，进行了容灾部署，保证用户所租用的云服务器绝对分散在不同的物理机上，提高了用户数据安全性的同时，也保证了服务的高可用性。

2、 读写分离技术

数据库读写分离的原理，是将“读操作”和“写操作”对应到不同的数据库服务器上去，从而减轻了数据库的压力。一般由“主数据库”对应“写操作”，“从数据库”对应“读操作”。当数据库进行“写操作”时，需要同步到所有的数据库中，从而保证数据的完整性。

数据库的读写分离，需要实现数据复制，将一组数据拷贝到多个数据源，分布在多个数据库服务器，从而保证不同地点的数据自动更新，维持数据的一致性。

但读写分离技术也存在一定的问题。例如：实时性差，“写操作”进行后，往往要隔一段时间才能访问到最新的数据。尤其是在操作的数据量大时，同步效率明显变差。所以，需要根据查询的敏感程度区分业务，将可接受短期延迟的查询分流到库。

3、 数据库/数据表拆分技术

数据库/数据表拆分技术，是按照一定的规则，将同一个数据库的数据，分散到不同的数据库中，通过“路由转换”访问特定的数据库，从而将访问分散到多台数据库服务器。

拆分技术，分为纵向拆分和横向拆分。纵向拆分，是按照具体应用的功能模块进行拆分，不同功能的模块，分布在不同的数据库中。横向拆分，是将单个表的数据，分散到不同的数据库。

纵向拆分，适合模块划分清晰的系统，但是仅仅按“功能模块”进行拆分，并不能有效缓解所有的访问压力，单表数据的操作，带来的系统开销仍然很大。此时，横向拆分的方法，继续将单表划分成子表，可有效提升数据库的操作效率。