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OceanBase数据库-学习笔记1-概论

news 来源：原创 2025/7/29 1:14:49

多租户概念

集群和分布式

随着互联网、物联网和大数据技术的发展，数据量呈指数级增长，单机数据库难以存储和处理如此庞大的数据。
现代应用通常需要支持大量用户同时访问，单机数据库在高并发场景下容易成为性能瓶颈。
单点故障是单机数据库的一个主要问题，一旦发生故障，整个系统可能无法使用。
许多应用需要实时处理和分析数据，单机数据库在实时性方面存在局限。

集群（Cluster）和分布式系统（Distributed System）应运而生，它们都是为了解决大规模计算和数据处理需求而设计的系统架构。

定义

集群（Cluster）：
- 集群是将多台计算机（节点）通过网络连接在一起，作为一个整体系统来工作。
- 集群中的节点通常位于同一个物理位置（如数据中心），并且共享相同的目标（如提高性能、可用性或容错性）。
- 集群通常用于高性能计算（HPC）、负载均衡、高可用性等场景。
分布式系统（Distributed System）：
- 分布式系统是由多个独立的计算机（节点）通过网络连接在一起，协同完成一个共同的任务。
- 分布式系统中的节点可以分布在不同的地理位置，彼此之间通过消息传递进行通信。
- 分布式系统通常用于大规模数据处理、分布式存储、云计算等场景。

区别

集群更适合需要高性能、低延迟和高可用性的场景，通常用于单一任务或服务的集中式管理。
分布式系统更适合需要大规模扩展、跨地域协作和复杂任务处理的场景，通常用于大规模数据处理和存储。

两者在实际应用中常常结合使用，例如在分布式系统中使用集群来提高局部性能，或者在集群中使用分布式技术来实现更大规模的扩展。

运维和管理

集群和分布式系统的管理通常比单机系统复杂得多，因为它们涉及多个节点、网络通信、数据一致性、故障处理等多方面的挑战。

集群管理的复杂性

节点管理：集群中的每个节点需要单独配置、监控和维护。节点之间的硬件和软件环境需要保持一致。
负载均衡：需要动态分配任务，确保每个节点的负载均衡。负载均衡策略需要根据业务需求调整。
高可用性：需要设计冗余和故障转移机制，确保单点故障不会影响整个集群。需要监控节点状态，及时处理故障。
资源调度：需要合理分配计算、存储和网络资源，避免资源浪费或瓶颈。
一致性维护：在集群中，数据的一致性需要通过分布式锁、选举算法等机制来保证。

分布式系统管理的复杂性

网络通信：分布式系统的节点通常分布在不同的地理位置，网络延迟和分区问题会增加复杂性。需要处理消息丢失、重复、乱序等问题。
数据一致性：分布式系统中，数据的一致性（如 CAP 理论中的一致性、可用性和分区容错性）难以同时满足。需要选择合适的分布式一致性算法（如 Paxos、Raft）。
故障处理：分布式系统中的节点故障、网络分区等问题更加频繁和复杂。需要设计容错机制，如数据复制、故障检测和恢复。
扩展性：分布式系统需要支持动态扩展，添加或删除节点时不能影响系统运行。需要设计无状态服务或数据分片机制。
监控和调试：分布式系统的日志和监控数据分散在多个节点，难以集中分析和调试。需要专门的工具（如 Prometheus、Grafana、ELK Stack）来监控系统状态。
安全性：分布式系统的节点之间需要安全通信，防止数据泄露或篡改。需要配置 SSL/TLS、防火墙、访问控制等安全措施。

分布式数据库

分布式数据库的出现是为了应对大数据时代的数据存储、处理、高并发、高可用性、地理分布、灵活性、成本效益、复杂查询、数据安全、多样化数据模型和实时数据处理等多方面的需求和挑战。OceanBase数据库就是一款分布式数据库（整体分布式，局部集群相结合）。

为了简化大规模部署多个业务数据库的管理并降低资源成本，OceanBase 数据库提供了独特的多租户特性。多租户架构适用于资源整合（Resource Consolidation）、云服务等场景，同时也降低了运维复杂度。

多租户概念

可以这样理解：OceanBase 集群是一个“超级数据库实例”，包含底层的物理资源。租户是一个逻辑概念，是在 OceanBase 中的逻辑实体，可以理解为一个“虚拟的数据库实例”。
多租户，就是在一个集群中可以有多个租户存在，它们共享同一套物理资源（如 CPU、内存、存储等），但是在逻辑上是一个独立的数据库实例，拥有自己的数据和配置。

可以类比租房子的场景，一栋楼有多个房间，每个房间都可以被租户租取使用，一个租户可以租多个房间。那么从逻辑层面上，多个租户都共享这一栋楼的资源，而每个租户只能使用自己租的房间，相互隔离。这样就不用每个租户都建一套房，那么网格员在管理的时候，就可以只对这栋楼的属性进行管理，降低了管理的复杂度。

传统数据库架构
OceanBase集群架构

为啥要引入多租户

问题背景

在传统架构中，每个业务系统通常需要独立的数据库实例，导致管理复杂度高，运维成本大。
传统架构中，每个业务系统需要独立的硬件资源，导致资源利用率低，成本高。

方案

通过多租户架构，OceanBase 可以在一个数据库集群中支持多个业务系统（每个业务系统作为一个租户）。
管理员只需管理一个 OceanBase 集群，而不是多个独立的数据库实例，大大简化了部署和运维工作。
提供统一的管理工具，支持对多个租户进行集中监控、配置和资源调整。
多租户架构允许多个业务系统共享同一套物理资源（如 CPU、内存、存储等），提高了资源利用率。^[1]
通过动态资源分配，可以根据业务需求灵活调整资源使用，避免资源浪费。
减少了硬件投资和运维成本，特别适合大规模部署场景。

[1]: 一个 OceanBase 集群可以看作一个“超级数据库实例”，它包含了底层的物理资源（如 CPU、内存、存储等）。在这个集群中，可以创建多个租户（Tenant），每个租户在逻辑上是一个独立的数据库实例。每个租户有自己的数据、用户、权限和配置，就像传统数据库实例一样。
但与传统模式不同的是，这些租户共享同一个 OceanBase 集群的物理资源，而不是每个租户独占一套硬件资源。

部署模式

OceanBase 数据库支持无共享（Shared-Nothing，SN）模式和共享存储（Shared-Storage，SS）模式两种部署模式。

SN模式，常用的部署模式，各个节点之间完全对等，每个节点都有自己的 SQL 引擎、存储引擎、事务引擎。
SS模式，一般是在云上提供云原生数据库服务，降低数据库使用成本，提升性能和易用性。

OceanBase 数据库提供企业版和社区版两种形态。

OceanBase 数据库企业版：OceanBase 企业版是一款完全自研的企业级原生分布式数据库，在普通硬件上实现金融级高可用，首创“三地五中心”城市级故障自动无损容灾新标准，刷新 TPC-C 标准测试，单集群规模超过 1500 节点，具有云原生、强一致性、高度兼容 Oracle/MySQL 等特性。
OceanBase 数据库社区版：兼容 MySQL 的单机分布式一体化数据库，具有原生分布式架构，支持金融级高可用、透明水平扩展、分布式事务、多租户和语法兼容等企业级特性。OceanBase 社区版数据库内核开源，与 MySQL 兼容，对接虚拟化和大数据技术及产品，支持多种图形化的开发工具、运维监控工具和数据迁移工具；同时社区版提供开放的接口和丰富的生态能力，支持企业或个人更好的实现定制化业务需求。

以上就是本次的分享，感谢阅读。

多租户概念

集群和分布式

定义

区别

运维和管理

集群管理的复杂性

分布式系统管理的复杂性

分布式数据库

多租户概念

为啥要引入多租户

问题背景

方案

部署模式

OceanBase 数据库提供企业版和社区版两种形态。

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