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专库专用：亚马逊云科技加速数据库发展的创新路径

ICT产业观察 2021-12-06
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近年来，数据库上云已经成为一种趋势。
2019年10月，Amazon消费者业务正式完成对Oracle数据库的迁移工作，将近7500个Oracle数据库、75PB级数据库全部迁移到AWS 云数据库服务；
2020 年7月，三星电子已将全球超过11亿用户的数据库迁移到Amazon Aurora云数据库；
2020年12月，亚马逊云科技在re:Invent峰会上发布了Babelfish for Amazon Aurora PostgreSQL、Amazon Aurora Serverless等重磅数据库服务。
截至目前，亚马逊云科技通过与光环新网和西云数据的合作新发布 60 多个数据库相关服务与功能，Babelfish for Amazon Aurora PostgreSQL等服务也在中国市场相继落地。
不难发现，从自用到服务客户，亚马逊云科技的数据库发展已经步入快车道，有望彻底改变数据库的使用方式、理念，为云数据库的发展带来质的飞跃。
“越来越多的企业正通过现代化应用实现业务的快速发展，这对底层支撑的数据库的功能、性能、扩展性、成本效益提出了更高的要求。”亚马逊云科技大中华区产品部总经理顾凡表示：“在数据海量爆发、微服务架构与DevOps愈发流行的当下，企业真正需要的是开发者在不同应用场景下，针对不同数据类型和数据访问特点，提供专门构建的工具，这也是亚马逊云科技在构建数据库时的核心理念——‘专库专用’。”

01
八大专用数据库，为用户提供极致性能

与传统数据库厂商不同，亚马逊云科技数据库的所有迭代与创新都源于亚马逊自身及用户的业务需求。1995年亚马逊创立伊始，所有的逻辑只在一个单体应用里，也只有一个数据库。随着业务的拓展，到了2001年，亚马逊进入了面向服务架构（SOA）阶段，比如商品、订单、服务等模块都在那个时期形成。此后，亚马逊进入到了更多的领域，产品迭代和客户体验迭代的速度越来越快，这些已经按照SOA拆分出来的模块，自己又会变成超大的单体。所以，2002年开始到2006年，亚马逊正式启动了微服务化架构。
在顾凡看来，一个数据库打天下的时代早就过去了，应用程序现代化对数据库提出了更高要求：一是支持PB级数据，百万并发；二是快速部署，减少运维；三是支持拓展全球业务；四是易于与AI/ML结合。
通过采用微服务、配合专门构建的数据库，企业可以摆脱传统单一的数据库在性能、功能、扩展性等方面的桎梏，有效提高创新速度，并且降低成本。顾凡介绍称，亚马逊云科技做云上数据库产品有五大理念：第一是专库专用，极致性能。第二是无服务器，敏捷创新。第三是全球架构，一键部署。第四是平滑迁移，加速上云。第五是AI赋能，深度集成。
十多年来，亚马逊云科技不断加速数据库相关服务落地，并针对不同应用场景需求推出了多种数据库服务产品，为客户提供兼具高性能、高可用性、可扩展及成本效益的专用数据库服务，支撑客户现代化应用的快速部署及创新。目前亚马逊云科技可以提供十多种专门构建的数据库服务，支持关系、键值、文档、内存、图、时间序列、宽列和分类账八大数据类型。


其中，专为云平台打造的关系型数据库Amazon Aurora是目前亚马逊云科技历史上用户数量增速最快的云服务。顾凡强调，Amazon Aurora既能媲美高端商业数据库的速度与可用性，也能媲美开源数据库的简单性与成本效益。同时，Amazon Aurora与MySQL及PostgreSQL全面兼容，吞吐量是标准MySQL的5倍、标准PostgreSQL的3倍，成本却只有传统商业级数据的十分之一。
成本的节省在亚马逊自身得以体现，作为Oracle全球排名前几的大客户，亚马逊电商应该能够从甲骨文拿到非常好的折扣，但就算在折扣的基础上，实际上从Oracle数据库切换到亚马逊云科技的云数据库后，亚马逊电商也节省了60%的成本，同时面向消费者端的应用程序的延迟降低了40%，数据库管理支出减少了70%。
虽然Amazon Aurora作为云原生关系型数据库进行了多项创新，但在海量数据情况下，随着索引效率下降，性能也会受些影响。因此，键/值数据库服务Amazon DynamoDB 专为海量数据、超大型工作负载而生，可以为世界级超大规模的应用程序提供支持。
利用Amazon DynamoDB可以构建吞吐量和存储空间几乎无限的应用程序，在任意规模环境中提供一致的个位数毫秒响应时间，极其适合游戏、广告技术、移动互联以及其它需要任何规模的低延迟数据访问的应用程序。目前，亚马逊全球多个高流量网站和系统均采用Amazon DynamoDB作为数据库，在此前的亚马逊电商Prime Day 期间进行了数万亿次 API 调用，达到每秒 8,920 万次请求的峰值。所以，DynamoDB不仅提供高吞吐和扩展性，而且最重要的是提供一致性和可预测的响应延迟。

02
开创Serverless数据库，实现自动化扩缩容

让数据库具备自动伸缩的能力是云计算时代的重要课题，Serverless数据库能够随着用户业务的请求数的增加和减少，智能化“膨胀”和“缩小”，实现资源的自动“吞吐”，这能够满足“双十一”、“黑五”等流量并发高峰场景的实时业务需求。
据亚马逊云科技大中华区产品部数据类产品高级经理王晓野介绍，为进一步简化客户在创建、维护和扩展数据库方面的工作，实现高扩展性及自动伸缩容量，亚马逊云科技从2012年开始就陆续推出了Amazon DynamoDB、Amazon Aurora Serverless、Amazon Timestream（时间序列数据库服务）、Amazon Keyspaces（兼容 Apache Cassandra 的托管数据库服务）和Amazon Quantum Ledger Database (Amazon QLDB)（全托管的分类账数据库）等多种具有Serverless特性的数据库服务。
亚马逊云科技在2017年的re:Invent大会上，宣布推出云端数据库的无服务器服务，数据库能自动启动、关闭以及缩放规模。用户只需要创建数据库端点，选择想要使用的数据库引擎以及容量。用户可以设定Aurora Serverless最大与最小容量，用户的应用会连接到代理（Proxy Fleet）中，代理会将工作负载路由到具自动扩展能力的资源池。用户可以设定在满足特定条件，像是达到设定的CPU使用量阈值时进行扩展。
2018年，亚马逊云科技云端数据库无服务器服务Aurora Serverless正式支持MySQL和PostgreSQL，Aurora Serverless能根据流量自动缩放规模，提供用户按需付费使用的数据库服务。Amazon Aurora Serverless v1可在5到50秒内扩展数据库容量，在需要时每次将容量翻倍，且由于它是无服务器的，客户也无需操心数据库容量管理。
2020年，Amazon Aurora Serverless 已从V1版进化到V2版，Aurora Serverless V2可以在几分之一秒内将数据库工作负载从数百个事务扩展到数十万个事务，与按照峰值负载配置容量的成本相比，最多可节省 90% 的数据库成本。
“我们希望将我们对于数据库底层无限扩展、运营的经验，托管给Amazon DynamoDB无服务器产品，来更多承担我们业务的核心功能。让我们的客户能够借助这些无服务器式的核心服务，真正实现不需要再去管理或者配置服务器，按量去进行缩放，让客户受益。”王晓野如是说。
王晓野以嘉谊互娱为例，进一步介绍了无服务器架构部署的优势所在。嘉谊互娱是一家专注海外休闲游戏市场，集产品研发，运营和发行于一体的游戏企业，全球玩家数量急剧攀升使得传统单台服务器架构难以满足玩家需求。而借助亚马逊云科技所提供的托管服务和无服务架构部署的优势，嘉谊互娱可以轻松应对全球化游戏平台部署与运维工作的挑战，并且避免传统架构在业务增长时的中断问题，实现服务的自动化扩展，可用性保证在99.999%以上，充分保障了玩家的体验。
同时，利用亚马逊云科技的托管和高级服务，嘉谊互娱将产品开发和测试的周期从5-6个月缩减至3-4个月；将游戏上线前的服务器配置测试由30分钟提升至秒级。“借助亚马逊云科技托管服务，嘉谊互娱可以将大量精力放在游戏开发和业务上，享受AWS带给我们的无感知的服务体验。我们不需要再为运维工作配备专职的技术人员就能够完成大规模的平台运营管理，真正实现了零运维。”嘉谊互娱CTO张雨农谈到。


03
坚持“三驾马车”战略，加速数据库落地中国市场

今年，亚马逊云科技首次正式发布“三驾马车，齐头并进”的中国业务战略，据了解，亚马逊云科技的三驾马车为：中国客户享受到全球领先的云科技和服务，从而更好地深耕本地业务；海外的全球客户保持全球IT架构和体验的一致性，高效快速植根中国市场；中国客户通过我们的全球基础设施和服务出海走向世界。
在数据库产品与服务方面，亚马逊云科技也将坚持“三驾马车”战略，不断加速数据库相关服务在中国区域的落地，2021年至今已经通过与光环新网和西云数据的合作新发布60多个数据库相关服务与功能。
亚马逊云科技宣布通过与光环新网和西云数据的紧密合作，在中国区域（北京与宁夏）推出Babelfish for Amazon Aurora PostgreSQL，客户无需或只需很少的代码更改，便可直接在Amazon Aurora PostgreSQL上运行 Microsoft SQL Server应用。这是亚马逊云科技在数据库迁移服务方面，在现有的数据库架构转换、数据迁移服务之上，进一步提供应用程序迁移服务，帮助客户加速向云上数据库的平滑迁移。
此外，亚马逊云科技还构建了强大的合作伙伴生态，通过合作伙伴网络成员服务帮助客户平滑迁移。伊克罗德 (eCloudrover) 信息科技是亚马逊云科技核心级咨询合作伙伴，并获得亚马逊云科技7项能力认证。伊克罗德此前曾帮助某知名游戏公司顺利完成从MySQL集群迁移至Amazon Aurora，将播放延迟保持在35毫秒以内，并获得高于MySQL数据库5倍的效能，并且以经济高效的方式对多种客户行为数据进行处理，使其总体成本降低了约40%。
亚马逊云科技提供多种创新的迁移服务帮忙客户迁移数据库，包括Amazon Schema Conversion Tool可转换数据库架构， Amazon Database Migration Service可迁移数据，新发布的Babelfish for Amazon Aurora PostgreSQL则可帮助客户迁移SQL Server应用程序。顾凡介绍称，目前全球已有超过45万个数据库通过亚马逊云科技数据库迁移服务迁移至亚马逊云科技，几乎涵盖了所有行业。
在中国，华米科技、九州通、嘉谊互娱、虎牙直播等各行业客户，正在使用亚马逊云科技数据库相关服务。虎牙直播是一家以游戏直播为核心业务的技术驱动型内容公司，旗下主要产品包括国内知名游戏直播平台虎牙直播、风靡东南亚和南美的游戏直播平台NimoTV等，前者月活跃用户突破1.78亿，后者月活用户达到3,000万。在巩固扩大业务市场、提升海内外各地用户体验过程中，虎牙使用Amazon Aurora替换传统MySQL实现数倍性能提升，通过Amazon DynamoDB自动扩容、轻松应对10倍以上推送流量突增，利用Amazon ElastiCache for Redis 实现内存数据全球化，并使用Amazon Neptune 标定直播欺诈行为。

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