分布式数据库评估维度分析

本文转载自韩锋频道，作者韩锋

近些年来，数据库产业发展迅猛，各种数据库产品层出不穷。那么如何选择一款数据库产品成为很多企业面临的问题？特别是随着数据规模、计算能力等需求，分布式数据库产品成为很多企业的新宠。那么这类数据库较传统数据库又有何差异？在数据库选型中，需要注意哪些方面？本文尝试描述数据库（特别是分布式数据库）选型需考虑维度，希望帮助企业可以做出最适合的选择。

1. 数据库评估维度概览

     人生基本上就是两件事，选题和解题。最好的人生是在每个关键点上，既选对题，又解好题。人生最大的痛苦在于解对了题，但选错了题，而且还不知道自己选错了题。正如人生最大的遗憾就是，不是你不行，而是你本可以。

因需对比的维度很多，故将其大致做了个分类，归纳为下面脑图所示。下文将按各分类详细描述。在各对比维度分类之上，又抽象出非交互式测试与交互测试两大类。之所以做了这样的划分，是因为曾参与过多款数据库产品评测，大量的人工测试方式非常低效。这里是尝试将部分对比维度分类提取出来，可尝试使用自动化方式解决上述问题。则后者的交互式测试，则还需要人工介入；但可通过此方法固化对比维度，减少交互成本。

2. 评估维度：基本功能篇

     人生基本上就是两件事，选题和解题。最好的人生是在每个关键点上，既选对题，又解好题。人生最大的痛苦在于解对了题，但选错了题，而且还不知道自己选错了题。正如人生最大的遗憾就是，不是你不行，而是你本可以。

• 表达式

• 操作符

• 字符集：支持常规的UTF8MB4及定长字符集GBK等。

• 函数：支持基本函数、扩展函数（如正则函数、安全函数、窗口分析函数等）、自定义函数。

• 计算：虽然不提倡在数据库端进行计算，但如果支持计算的话，将有利于将传统数据库应用迁移到新型数据库中。在分布式架构下，这部分实现较难。

3. 评估维度：数据对象篇

     人生基本上就是两件事，选题和解题。最好的人生是在每个关键点上，既选对题，又解好题。人生最大的痛苦在于解对了题，但选错了题，而且还不知道自己选错了题。正如人生最大的遗憾就是，不是你不行，而是你本可以。

• 序列：对分布式数据库，需提供全局唯一、单调递增的序列对象。

• 视图：对分布式数据库，需提供满足全局性、一致性的视图访问。扩展要求，可提供参数视图、动态视图、物化视图等能力。

• 约束：支持常规的主键(PK)、外键(FK)、唯一(UK)、非空(NULL)、条件(CHECK)，特别是分布式条件下的约束能力。此外，支持非分布键下的约束。

• 表：支持常规的表（例如堆表、簇表）。表的存储方式是行存、列存亦或是混存。支持全局表(广播表)、ER表、追加表、只读表等特殊表类型。

• 索引：支持多种类型索引（如B树、哈希等），支持函数索引等。对于分布式环境支持全局索引、二级索引。对于分区条件下，是否支持本地、全局分区索引。

• 同义词

• 数据类型：对多模场景，丰富的数据类型十分必要。此外，在金融场景中，对高精度数据类型也有特殊的要求。

• 分片：支持的分片算法，支持自定义分片策略。在单分片键基础上，支持多字段分片或自定义分片等。

• 分区：支持的分区类型（如HASH、LIST、RANGE等），支持复合分区。常规分区操作支持增加、删除、移动、截断、分裂、合并等。

4. 评估维度：SQL篇

     人生基本上就是两件事，选题和解题。最好的人生是在每个关键点上，既选对题，又解好题。人生最大的痛苦在于解对了题，但选错了题，而且还不知道自己选错了题。正如人生最大的遗憾就是，不是你不行，而是你本可以。

• DML

• DDL

• DQL：对于分布式数据库而言，灵活复杂的查询能力实现难度较高。很多产品在这部分都有所取舍，没有实现全集。

5. 评估维度：内核功能篇

     人生基本上就是两件事，选题和解题。最好的人生是在每个关键点上，既选对题，又解好题。人生最大的痛苦在于解对了题，但选错了题，而且还不知道自己选错了题。正如人生最大的遗憾就是，不是你不行，而是你本可以。

• 锁：支持乐观、悲观锁机制。提供完善的死锁检测机制。

• 事务：支持标准的ACID能力。

• 隔离级：提供常规的RC、RR等隔离级别，支持MVCC，提供全局一致性数据读取能力，支持强一致性的数据读取并可读到最新数据。

• 并行：支持并行计算，已利用多核能力加速执行。

6. 评估维度：性能篇

     人生基本上就是两件事，选题和解题。最好的人生是在每个关键点上，既选对题，又解好题。人生最大的痛苦在于解对了题，但选错了题，而且还不知道自己选错了题。正如人生最大的遗憾就是，不是你不行，而是你本可以。

• 通用模型：支持通过常规的事务型、分析型测试标准，提供基础的性能测试指标。

• 业务模型：通过抽象业务模型，提供近似业务访问的性能指标。

• 其他场景：提供诸如导入导出等场景的性能数据。

7. 评估维度：安全篇

     人生基本上就是两件事，选题和解题。最好的人生是在每个关键点上，既选对题，又解好题。人生最大的痛苦在于解对了题，但选错了题，而且还不知道自己选错了题。正如人生最大的遗憾就是，不是你不行，而是你本可以。

❖ 数据管理

• 数据加密：数据存储加密，是保证数据安全的根本方法。即使发生了数据泄漏，也不用担心数据为他人所用。针对加密的要点在于加密算法及效率，除常规加密算法外，是否支持国密算法及自定义算法？此外，最为重要的是对应用透明。

• 数据传输：在数据传输方面，支持数据的加密传输方式。

• 数据访问：在数据访问方面，支持行级、列级数据访问控制。

• 生命周期管理：建立全生命周期的数据安全策略，在后续的数据归档、备份、导出直至销毁阶段均需考虑必要的数据安全。

• 敏感数据：具备建立敏感数据识别、分级，根据不同级别采取不同策略，支持数据脱敏访问。

❖ 用户管理

• 用户：具备唯一标识的用户名，采用满足复杂度要求的口令策略并加密存储。同时，具备多种鉴权方式。

• 角色(组)：通过角色或角色组方式，简化权限管理。支持所谓“三权分立”，即系统管理员、审计管理员、安全管理员三权分立

• 权限：具备多种对象不同粒度的权限控制能力。

❖ 访问控制

• 对象：针对不同对象，可设置访问、执行、变更等不同的控制权限。

• 集群：在多个应用共享集群时，应支持多个应用间自有数据库对象的访问控制。

• 会话：支持基于IP、端口、数据库、用户和密码的连接认证功能，会话应进行安全隔离，不同会话应具备独立的上下文。

• 节点：分布式数据库的不同节点（如计算节点、存储节点），支持白名单信任策略，复合要求的地址才能连接访问。

❖ 安全管理

• 密钥管理

• 安全告警

• 安全审计：支持安全审计的长久保存。

8. 评估维度：兼容篇

     人生基本

• 客户端：支持标准的客户端访问方式。提供不同语言的访问驱动。

• 应用：支持常规数据应用的访问。

• 语法：兼容部分事实标准，例如Oracle、MySQL等。这对于业务的迁移意义很大。

• 硬件：支持多种硬件平台，特别是国产化硬件平台。

9. 评估维度：运维篇

     人生基本



• 备份恢复：支持物理备份、逻辑备份。支持全量、增量备份。提供时点还原能力。提供对象级闪回能力。

• 数据迁移：在分布式环境下，提供全局一致性的数据迁移能力。

• 系统配置

• 租户管理

• 审计管理

• 容量管理

• 版本升级

• 监控

10. 评估维度：架构篇

     人生基本



• 读写分离

11. 评估维度：实例管理篇

     人生基本



• 执行计划：支持分布式环境的执行计划显示。

• 统计信息

• 空间管理

• 模式管理

• 时区

• 可扩展：支持不同层次的扩展能力，从前端接入层、计算层到存储层。

12. 评估维度：高可用篇

     人生基本



• 高可用：高可用包括多种维度，例如服务层高可用、数据层高可用、接入层高可用。服务高可用包括全部组件支持高可用；出现组件异常时自动恢复；在常规变更操作时（例如扩缩容）支持高可用。数据高可用，则从数据的RTO角度来考虑。接入层，则是指诸如Proxy代理组件的高可用。

• 高可靠：数据的整体可靠性，例如常见的通过多副本技术保证，且副本间是否满足强一致等。还包括通过全量+增量+日志的备份策略，满足数据还原需求。

• 容灾：提供单机、机架、可用区、同地域、跨地域不同层级的容灾能力。