云数据库 UDB 的三重境界
Robert
前言
公有云服务本质上是用户和 IT 基础设施的连接器，通过打碎传统 IT 繁重的流程、低效的工作方式、不透明的价格以及糟糕的用户体验，重构出云主机、云数据库、云对象存储等产品，让用户更便捷地获取计算和存储能力，并保持使用习惯不变。
经过近十年的发展，一个越来越明显的趋势是公有云服务正从基于传统 IT 基础设施的包装和组合式创新，演进为围绕公有云场景、计算和存储能力的重新进化和升级。诸如容器云和 Serverless 架构、AWS Aurora 云数据库、UCloud 安全屋等，便是这一趋势的典型代表。
由此，我们可以对公有云的发展进程做一个两阶段的概括。云计算 1.0 的关键词是连接，通过互联网和公有云来连接用户和计算存储能力；而云计算 2.0 的关键词是进化，围绕公有云场景，重新看待全社会使用计算和存储资源的问题，对现有 IT 基础设施、模式做进一步的升级和进化。
站在云计算 1.0 向 2.0 进化和升级的档口，UCloud 云数据库团队希望通过这篇文章梳理过去、剖析当下、想象未来，以此来全面展现 UCloud 云数据库服务（UCloud DataBase Service，简称 UDB）能力，分享我们过去的经验和对未来的思考。
基因
考察一个云计算服务的发展犹如观察一颗种子落地后的生长。传统 IT 设施向云端变迁的趋势是云服务生长所需的阳光和雨露，但一颗种子能否长成参天大树，除了足够的阳光雨露，还要考察这颗种子的基因和成色。
在 UCloud 公司的四大价值观里，“客户为先”是放在首位的价值观。这体现了 UClouders 一以贯之的理念：只有为客户创造出真正的价值，企业才能够生存和发展。
创造真正的用户价值是 UCloud 所有产品的基因，也是 UDB 产品和云数据库团队的基因。对于 UDB 产品而言，创造真正的用户价值体现在两个方面：
需求驱动的产品研发和运营
需求驱动产品设计，技术评估实现可行性，必要时非标快速定制，定制逐渐沉淀为标准产品，整个过程循序渐进。小步快走，是互联网研发和运营的要领，也是公有云服务的要领。
以 UDB 跨地域跨可用区容灾为例，从单机版 UDB 开始，不断有用户因跨可用区容灾场景提出建跨机房从库的需求，中大型互联网客户尤为强烈。起初，以一种非标形式来提供能力的支持。后期因 VPC 2.0 上线，技术也愈加成熟，现已将这种非标能力转化为标准能力，即多可用区高可用 UDB 产品，同时也将 UDB 由可用区级提升为地域级，产品形态得到一次质的提升，传统模式下需要付出极高成本才能构建的异地容灾方案，通过 UDB 产品可以轻松获得，用户价值进一步被创造。
一切以客户价值为归依，匠心铸造真正价值
云计算产品是 IT 基础设施类产品，技术人员在云服务的研发中起主导作用。但技术并不直接等同于用户价值。即使再先进的技术，离真正的用户价值还是会有一段距离。这段距离则需要用做产品的匠心来来弥补。
所谓的产品匠心，非常重要的两点是对需求的洞察和对技术的取舍。技术人员常见的一个毛病是先入为主，将自己觉得酷的、牛的技术点等同于用户价值。但事实往往证明不一定。真正的用户价值创造，要打破技术人员思维的藩篱，洞察到用户需求的本质，从需求角度出发做技术选型，必要时敢于放下自己的喜好甚至利益，成就真正的用户价值。
以 UDB 产品的硬件架构选型为例。2013 年 UDB 立项之初，并没有选择云主机方案，而是选择了物理机 +Docker 的方案。如果基于云主机来构建 UDB，能够充分复用云主机成熟的能力，UDB 团队只需要关心硬件层面之上的问题，同时降低研发成本，快速推出产品。但在 2013 年我们判断，当时的云主机对 IO 的优化还存在不足。具体体现为 IO 路径过长，管理层次太多，这些都将影响 IO 性能和 IO 稳定性。而 IO 性能和稳定性，恰好又是云数据库最重要的两个技术指标。因此，UDB 从一开始就选择了物理机 +CGroup 的架构，在 2014 年全面转向 Docker。事实证明，这是一个明智的选择。5 年以来，在各公有云厂商的云数据库产品性能对比上，UDB 每次都是完胜。
三重境界
王国维在《人间词话》二六节写到：古今之成大事业、大学问者，必经过三种之境界。“昨夜西风凋碧树，独上高楼，望尽天涯路”，此第一境也。“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴”，此第二境也。“众里寻他千百度，回头蓦见，那人正在灯火阑珊处”，此第三境也。此等语皆非大词人不能道。然遽以此意解释诸词，恐晏、欧诸公所不许也。
UDB 的成长之路，也经历三个阶段，细分为三重境界。这三个阶段互相独立，又存在一个内在的逻辑，将它们牢靠地连接在一起。这个内在逻辑就是 UDB 的基因：创造真正用户价值。UDB 在每一个阶段的萌芽、发展、跃迁，无一不是这个基因和理念在发挥作用。
1. 做透一个点：取代自建数据库
UDB 产品第一阶段要比拼的是能否比用户自建数据库（基于云主机或者自建 IDC），具备更大的用户价值。只有创造出更大价值，形成更高的价值势能，才能吸引用户将业务迁移到云数据库。所以 UDB 的第一个目标就是把“取代自建数据库”这一个点给做透。
2. 构建功能网：全方位覆盖用户需求
过去几十年来，围绕 DBMS 出现了从容灾、迁移、安全到读写分离、数据拆分等解决方案和软件，对应用户业务的各种需求。这些解决方案和软件同样需要云化，并且需要利用公有云的优势产生比自建更大的价值。如此，才能不断强化云数据库的价值势能，服务好已有用户并吸引更多用户向公有云转化。
因此，UDB 产品第二阶段要做的是构建一张云数据库功能网。在第一阶段的基础上，继续将用户需要的各个功能点做透。众多功能点以及功能点的组合，最终构成一张大网，全方位地覆盖用户的各种需求。
3. 三位一体融合平台：云计算 2.0 下的内生进化
第一阶段和第二阶段，对新价值的创造都是基于成熟的软件或解决方案，利用公有云来实现功能的随手可得、快速部署和弹性扩展。这种模式清晰明确，但并不意味着云数据库价值创造的终点。
云计算 2.0 时代，公有云开始摆脱传统 IT 基础设施和软件的藩篱。在产品和技术上，围绕自身业务场景开启独立进化。其中，如何解决全社会大规模用云时的成本、效率和智能问题，是这场进化的核心。而 UCloud 云数据库团队也需要进一步去思考，是否能提供更加廉价优质、高效智能的云数据库产品。带着问题和思考，UCloud 云数据库团队内部做了多次探讨，最终达成这样一个认知：云计算 2.0 下的云数据库服务，会是数据库 PAAS 化，运维智能化，以及结构化数据处理生态体系这样三位一体的组合。
下文我们将对做透一个点、构建功能网、三位一体融合平台展开详细介绍，用具体的例子来勾勒 UDB 发展的三重境界。
做透一个点：取代自建数据库
取代自建数据库，看来似乎简单，但逐一罗列并剖析需要考虑的五个价值点：
a. 可靠性
b. 稳定性
c. 高性能
d. 零维护
e. 性价比
你会发现要做好绝非易事。UDB 产品经过几年的努力，完美地实现了做透一个点：取代自建数据库这一目标。
可靠性
云数据库的可靠性强调数据安全性包括两方面：一是 DB 数据；二是备份数据。DB 数据落盘的持久性通常要求 99.9999％及以上，表明数据保持存储状态不丢失的概率。此类数据主要是指用户存储在数据库中的数据，不包括缓存和临时存储。DB 数据本地盘采用 RAID10 或者 RAID50 做好冗余，若是高可用机型，则再有实例级冗余。备份数据要求异地存储，多副本存储。
稳定性
这里强调的是单机稳定性。我们可以看下如何自建一套数据库，在数据中心的电力、物理网络、机架、物理服务器等基础设施之上，部署操作系统和补丁，安装数据库软件和补丁，运行数据库软件，启用数据库服务。如果是采用虚拟化部署，则额外涉及计算、网络、存储虚拟化。这是一套庞大的系统，各个环节都存在不可预知的故障风险。UDB 经过多年的运营积累了诸多经验，在多方面多层次保障其足够稳定。
高性能
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UCloud云数据库团队的文章《云数据库 UDB 的三重境界》详细阐述了UDB产品的发展历程和技术特点。文章首先强调了UDB团队秉持的“客户为先”的理念，并介绍了UDB产品的基因，强调了需求驱动的产品研发和运营，以及匠心打造真正的用户价值。随后，文章提出了UDB产品的三重境界：做透一个点、构建功能网和三位一体融合平台。这三个阶段展现了UDB产品不断创新和进化的过程，体现了UDB团队对用户需求的深刻理解和持续创新的能力。 文章详细阐述了UDB产品在高可用和容灾、容量和性能、运维和安全等方面的功能点，展现了UDB产品在云数据库服务领域的独特见解和创新能力。UDB产品在取代自建数据库、可靠性、稳定性、高性能、零维护和性价比等方面展现出了强大的技术特点。通过采用高性能物理机、自研IO调度算法等技术手段，UDB产品实现了高性能和稳定性。同时，UDB产品提供了全托管运维能力，解放了客户的DBA人力/精力，并且在性价比方面提供了丰富的配置组合和灵活多配的付费方式，为客户节省了大量成本和精力。 UDB产品已经成长为基础扎实、品类完善、功能全面的一个云数据库产品体系。文章通过对UDB产品的技术特点进行了全面深入的阐述，为了解云数据库发展趋势和UDB产品特点的读者提供了宝贵的参考价值。 UDB团队提出了未来发展的三位一体战略来刻画未来云数据库的技术和产品形态，满足未来客户的普遍需求，构成一个云数据库2.0体系，有力支撑UDB未来的发展。
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