本文为您介绍PolarDB-O的重要组件。

PolarDB重要组件

DB Server

即数据库进程(Polar Database, 简称PolarDB)。PolarDB数据库内核区分实例角色,目前包括三种角色,Primary,Standby和Replica。Primary即为拥有读写权限的读写库,Replica即为只读实例,仅仅拥有读取数据的权限(后台线程也不能修改数据),Primary和Replica采用Shared Everything架构,即底层共享同一份数据文件和日志文件。StandBy节点拥有一份独立的数据和日志文件。StandBy节点主要用来机房级别的容灾以及创建跨可用区的只读实例。由于只读实例的扩展不需要拷贝数据,创建新的只读实例不但速度快,而且很便宜,您只需要支付相应计算节点的成本即可。阿里云称StandBy和Replica节点为Slave节点,Primary节点也可称为Master节点。

User Space File System

即用户态文件系统(Polar File Sytem, 简称PolarFS)。由于多个主机的数据库实例需要访问块存储上的同一份数据,常用的Ext4等文件系统不支持多点挂载,PolarDB数据库团队自行研发了专用的用户态文件系统,提供常见的文件读写查看接口,支持类似O_DIRECT的非缓存方式读写数据,还支持数据页原子写,IO优先级等优秀的特性,为上层数据库的高性能提供了结实的保障。传统的文件系统,由于嵌入在操作系统内核中,每次系统文件读写操作都需要先陷入内核态,完成后再返回用户态,造成效率低下。PolarFS以函数库形式编译在PolarDB中,因此都运行在用户态,从而减少了操作系统切换的开销。

Data Router & Cache

即块存储系统客户端(Polar Store Client, 别名PolarSwitch)。PolarFS收到读写请求后,会通过共享内存的方式把数据发送给PolarSwitch,PolarSwith是一个计算节点主机维度的后台守护进程,接收主机上所有实例以及工具发来的读写块存储的请求。PolarSwith做简单的聚合,统计后分发给相应的存储节点上的守护进程。

Data Chunk Server

即块存储系统服务器端(Polar Store Server, 别名ChunkSever)。上述三个部件都运行在计算节点上,这个部件则运行在存储节点上。主要负责相应数据块的读取。数据块的大小目前为10GB,每个数据块都有三个副本(位于三台不同的存储节点上),两个副本写成功,才给客户端返回成功。支持数据块维度的高可用,即如果一个数据块发生不可用,可以在上层无感知的情况下秒级恢复。此外,PolarStore使用了类似Copy On Write技术,支持秒级快照,即对数据库来说,不管底层数据有多大,都能快速完成全量数据备份,因此PolarDB支持高达100T的磁盘规格。计算节点和存储节点之间通过25G RDMA网络连接,保证数据传输不会出现瓶颈。