云計算將帶來一場革命。技術革命一定是源于某項技術突破,那么云計算又是源于何?從技術的視角看,云計算所突破的就是海量存儲技術以及在此基礎上的并行計算技術的突破,上述技術突破展現出來的幾乎無限的擴展、海量計算以及高可用的特性正是企業所迫切需要的。本文將就企業信息系統中如何更好應用上述技術進行探索。
云存儲技術帶來了什么
這里所說的云存儲技術并非特指某項技術,而是一大類技術的統稱,一般來自只要是具有以下特征的數據庫都可以被看作是云存儲技術。首先是共有幾乎無限的擴展能力,可以支撐幾百TB直至PB級的數據;此外,是采用了并行計算模式從而獲得海量運算能力。簡而言之,當計算能力不足,無論是存儲還是運算,對于需求提出方而言,就是簡單的增加機器即可實現。云存儲更進一步的特征便是高可用性,也就是說,在任何時候都能夠保證系統正常使用,即便有機器發生故障。
作為可擴展性是指系統架構可以讓系統提供更多的服務而不降低使用性能的特性。通過現有的機器增加硬件的容量、內存進行垂直擴展,這是最簡單的達到可擴展性的手段,但這有個限度。而水平擴展則需要增加更多機器,每臺機器提供全部或部分數據。這樣所有主機都不必負擔全部業務請求。但軟件自己需要有內部機制來保證集群中節點間的數據同步。而云存儲技術所帶來的可擴展性幾乎是無限的,并且對于投資者而言投入(硬件投資)與產出(提供更多的服務)幾乎是線性的。
水平擴展說到底就是使用更多的主機來承擔運算。假設一臺主機在運行一年的時間里發生的故障是n次,那么20臺主機在運行一年的時間里發牛故障的次數則為 20×n,由此看出當某個集群中主機的數量達到一定程度,在一年中發生故障的概率將會非常大,甚至每天有機器發生故障也不是危言聳聽。許多云存儲技術都將此作為基本的設計前提,兇此云存儲技術天生具有良好的高可用性與容錯性。
是否可把現在的企業應用都替換了?不行。實行應用前需先滿足CAP理論,依據這個理論,一個大規模分布式數據庫系統,有以下三個需求:
一致性(Consistency):對于所有的數據庫客戶端使用同樣的查詢都可以得到同樣的結果,即使是有并發更新的時候也是如此。
可用性(AvailabiLity):所有的數據庫客戶端總是可以讀寫數據。
分區耐受性(Partition Tolerance):數據庫可以分散到多臺機器上,即使發生網路故障,被分成多個分區,依然可以提供服務。
CAP理論指出,同時只能具有這三個特性中的兩個。傳統的關系型數據庫所強調的是一致性(C)與可用性(A),而在分區耐受性(P)方面的支持十分有限。而云存儲技術特別強調了分區耐受性(P),從而彌補了關系型數據庫在此方面的不足,接下來的區別就是選擇可用性(A)還是一致性(C)了。對于CP系統,放棄的是可用性(A),數據可保持一致性,但如果有節點發生故障,仍然會有部分數據無法訪問;而對于AP系統,放棄的則是一致性(C),那么你的系統就有可能返回不太精確的數據。
以上技術特點決定了云存儲技術有一些特別擅長的領域。例如訪問流量可能會非常大,即隨時訪問數據量非常大,從而需要大規模分布式部署。考察讀寫操作的比例,特別適合統計分析型工作。有時對于數據一致性要求并不高,可以容忍當某個數據被寫入后,在一段合理的時間內可能會有部分用戶讀到的是寫入之前的數據,搜索業務就是一個典型例子。但同時也有些計算領域并非云存儲技術所擅長。例如事務密集型計算,這類計算對一致性要求非常高,相比讀操作,寫操作會頻繁持續發生。
通過以上分析,我們發現,年輕的云存儲技術并非完美無暇,看似古老的關系型數據庫在其面前也并非一無是處。云存儲技術現在不是,將來也不應該是關系型數據庫的替代者。在我們為它所展現出來的那些令人激動的特性面前,必須冷靜分析,這是否就是企業運算所需要的?至少現在看來不是全部。
企業應用探索
顯然不是所有的企業計算都適合使用云存儲,采用關系型數據庫也許仍然是目前的最佳選擇。那么應該將其用在哪里?以下列舉兩個目前較適合采取云存儲技術的應用領域。
數據倉庫
數據倉庫將集中來自幾乎所有業務生產系統的數據,對外提供企業的各種查詢報表以及數據分析。從功能看這是一個典型的統計分析型工作,日常大量發生的都是讀操作。另一方面需要周期性地從業務生產系統收集原始數據,并可能需要對其進行進一步的數據加工,這一過程繁瑣密集。數據量無疑非常大,實際生產中的數據倉庫通常需要保留幾年至十幾年的數據,可以達到TB級,其中一些數據表可能會達到幾十億條甚至更多的記錄數。以上這些需求特點決定了其特別適合采用云存儲技術。
企業統一資料庫
所謂企業統一資料庫,就是將企業運行中所基于的各種資料集中到一個應用系統中進行統一管理,再由這個系統以服務的方式,提供給所有需要的其他業務系統,所提供的服務除普通查詢外,還應包含基于搜索引擎的資料搜索服務,包括商品(以及商品類別、品牌)、合作伙伴(供應商、客戶、加盟商等)、合同(采購合同、銷售合同、加盟合同等)等。在這個應用中讀操作發生的頻率將遠大于寫操作,尤其當其以在線方式提供資料服務時更是如此,例如為網店提供資料服務。
云存儲在內的一系列云計算技術都還處于起步階段,就如IT歷史上的其他新技術一樣,在為我們展示出令人激動的新特性同時,還有很多不足。這些不足既包括技術本身還有很多有待完善的地方,也包括圍繞其后續開發工具不足導致的進入門檻偏高,以及與傳統技術的融合程度不高等等。但這些并不妨礙它未來美好的明天,為客戶不斷創造新的價值。