The Evolution of Alibaba Cloud's Relational Database Services Architecture - PolarDB

Alibaba · 2018 · 3. Quy mô lớn · Độ khó: Khó — bài gốc

Bài giới thiệu sản phẩm của nhà cung cấp, nửa đầu là lịch sử RDBMS nói chung; không có số liệu đo. Mọi nhận định ghi "theo Alibaba". Hai bài sau về PolarDB: Alibaba 2025, Alibaba 2026.

Bối cảnh

• Theo Alibaba, khi user, dữ liệu, service trên cloud tăng, RDS liên tục gặp vấn đề về backup, hiệu năng, migration, nâng cấp, read-only instance, dung lượng đĩa, trễ binlog; gốc phần lớn là nút cổ chai I/O (lưu trữ và mạng).
• Các dạng RDS MySQL trước PolarDB (2018):
  • Bản cơ bản: tách compute khỏi storage bằng cloud disk nhiều bản sao; dễ migrate, mở rộng đĩa, scale compute, nhưng không có HA.
  • Bản HA: active–standby đồng bộ bằng binlog, nhiều read-only node; shared-nothing (compute và dữ liệu cùng node); SLA 99,95%.
  • Bản tài chính: Raft cho nhất quán mạnh, phục hồi nhanh.

Thay đổi chính

• PolarDB đi cùng hướng với Amazon Aurora (2014) nhưng đường khác: tách compute và storage, một node ghi + nhiều node chỉ đọc, chung một bản dữ liệu trên storage dùng chung.
• Bỏ ghi đa điểm: như Aurora, chọn một writer nhiều reader thay vì bài toán phân tán đầy đủ, theo Alibaba đủ cho đa số OLTP.
• Replication vật lý bằng redo log thay cho binlog: thêm read node không cần copy toàn bộ dữ liệu, chỉ đồng bộ metadata; trễ giữa master và read node xuống mức mili giây; failover sang read node dưới 30 giây. Replication theo page song song mịn hơn theo bảng; tắt được binlog nếu không cần cho backup logic hay migration.
• Hạ tầng bên dưới: mạng tốc độ cao với RDMA (zero-copy); chunk server nhiều bản sao, nhất quán bằng Parallel-Raft (cho phép commit log không liên tục để tăng song song); file system user-space (không theo đủ POSIX để đơn giản hơn); snapshot copy-on-write + redo log cho restore theo thời điểm; node DB chạy trong Docker.

Vì sao

• Theo Alibaba, đẩy replication xuống tầng thấp (page, redo log) tách được logic và trạng thái ở tầng trên, giảm độ phức tạp; shared storage bỏ việc nhân bản dữ liệu cho mỗi replica.

Bài học cho SWE

• Đọc nhiều thì thêm replica; nhưng replica logic (binlog) phải copy cả dữ liệu và trễ. Shared storage biến "thêm replica" thành việc nhẹ (Scale dọc trước khi scale ngang).
• Failover nhanh hơn khi standby không phải đuổi kịp dữ liệu, vì dữ liệu nằm chung (Failover, replica và dự phòng dữ liệu).
• "Một writer, nhiều reader" là cách né độ phức tạp của database phân tán ghi đa điểm, đủ cho phần lớn OLTP (Chọn database theo workload).

Liên quan

• Tách compute khỏi storage
• Cùng công ty: Alibaba 2019 · Alibaba 2019 · Alibaba 2021 · Alibaba 2025 · Alibaba 2026 · Alibaba 2026
• Failover, replica và dự phòng dữ liệu · Chọn database theo workload · Scale dọc trước khi scale ngang