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导读
数据库的倒退由对性能的要求，逐渐倒退为对更为极致老本的要求，Serverless 数据库是在高性能云数据库之上的极致老本优化计划。【墨天轮数据库沙龙 -Serverless 专场】邀请到腾讯云数据库产品经理陈昊，为大家带来《TDSQL-C Serverless 利用与技术实际》主题分享，以下为演讲实录。
陈昊 腾讯云数据库产品经理
Serverlss 市场现状
1、Serverless 技术倒退
云数据库历经了三个时代的演变，1.0 云托管时代，云产品以租户形式提供，帮忙用户解决数据库运维、部署机房等问题，实现降本增效，这也是目前大部分客户所处的一个时代。2.0 云原生时代，存算拆散结耦提供了更极致的性能劣势，带来更多资源的无效利用。3.0 时代，Serverless 数据库利用阶段，主动弹性能力、更加智能化的运维，极致化的老本劣势提供了更为广大的设想空间。
《寰球 Serverless 架构市场》报告同样显示，寰球 Serverless 架构市场的规模预计到 2024 年将达到 140 亿美元，在这段预测期内将以 23.4% 的年复合增长率增长，Serverless 技术的热度呈现出逐步升温的状态。
图 1 国内外数据显示 Serverless 技术继续升温
2、何为 Serverless？
简略来说，Serverless=Faas+Baas，Faas 为函数即服务，Baas 为后端即服务。也有观点认为 Serverless 是云服务的体现形式，它以 API 的形式提供服务，呈现出弹性伸缩的能力，不须要额定领取费用。
图 2 Serverless 的定义
3、TDSQL-C Serverless VS 传统云数据库
大部分用户依然处于云托管时代，传统云数据库帮忙开发者实现高可用、主动备份，将云服务的个性提供给用户。但传统云数据库在同机部署计算和存储的模式下，固定规格使得残余资源难以利用。以双 11 高负载的场景为例，提前发动扩缩容的操作会导致运维效益随之大打折扣。不仅如此，固定规格对传统云数据库的计算过程常驻，无申请时依然免费。
以下图左侧显示，一起机部署的传统云数据库存储资源使用量达到了 90%，而计算空余资源没有方法调配给新的租户从而造成资源节约。
图 3 传统云数据库与 TDSQL-C Serverless 的比照
存算拆散是实现 Serverless 的根底，咱们采纳了 TDSQL- C 的架构实现 Serverless。在该架构下一旦存储满了，只须要横向加机器而无需关注计算状态，反之亦然。如果计算资源达到了一个瓶颈，只须要横向扩大计算节点。所以相较于传统云数据库，TDSQL-C Serverless 的计算与存储解耦的架构状态能够将资源利用率尽可能最大化，跨机扩容也会更加快捷。
TDSQL-C Serverless 特点与架构
1、TDSQL- C 存算拆散架构
TDSQL- C 数据库的计算层是腾讯云自研的 TXSQL 内核并复用 bugfix 和新个性，使个性可能及时施展进去。同时 RO 与 RW 节点也能够通过 redo 形式进行物理日志的同步，实现 1 毫秒同步到备机。
TDSQL- C 存储层基于 CBS 打造 HiSTOR 存储平台，可能真正做到物理日志的下沉，通过 DB Client 来实现日志的散发。整个存储层采纳三正本的模式，可能做到故障的主动迁徙与数据校验。存储层就是一个分布式高可用的存储空间，咱们也为用户提供了 SSB、混存、EC 版本，满足多种应用场景与不同诉求。
TDSQL- C 存算拆散的架构可能达到单节点百万 QPS 的超高性能，存储空间实践上也能够失去有限的高度。总结来说，TDSQL- C 可能将云的技术特点充分发挥，是一款超高性能、新型的数据库。
图 4 TDSQL-C Serverless 存算架构示意图
2、TDSQL-C Serverles 架构
接下来，为大家介绍基于 TDSQL- C 如何实现 Serverless 的架构。下图所示，从上到下分为四个层级，最上层是用户拜访层，上面是接入层，路由通过转发进入计算层中，TXSQL 与存储层进行数据的交互。当某一时段内用户没有连贯，旁边的管控平台便会起到资源实时监控的作用，对计算资源进行回收后上报给监控与计费平台，从而暂停用户计算层的免费空间。整个管控平台起到很重要的作用，它通过监控资源的应用状况来触发扩缩容。
图 5 TDSQL-C Serverless 架构示意图
TDSQL-C 个性
1、TDSQL-C Serverles 三大个性
咱们心愿用户像自来水一样应用 TDSQL-C Serverless，它是如何实现的呢？接下来我将为大家具体解说 TDSQL-C Serverless 的三大个性。
第一个个性是主动扩缩容，可能像调节水龙头的大小一样管制水流速度。用户指定最大与最小规格，TDSQL-C 便在这个范畴内触发主动扩缩容。业界的常见计划存在着肯定的弊病，首先弹性扩缩容的监控工夫对整体业务会有影响，其次面对长期的高负载工作，须要屡次弹性扩容以满足业务需要，并且屡次动静调整 Buffer pool 会对性能产生影响，对用户体验感造成折损。
一改常见计划，TDSQL- C 将 CPU 与内存的限度放到最大的规格，管控平台起监控作用依据不同的负载来调整 Buffer pool。因而咱们给用户调配 2 核 4G 资源的模式，使得 CPU 与内存耗费在无限大的状况下，都能够疾速响应应用资源的诉求。
图 6 TDSQL-C Serverless 个性一：主动扩缩容
第二大个性是按使用量免费，以理论应用的负载进行计费，开发者无需为没应用到的资源付费。咱们每 5 秒进行一次资源应用采样，单位是 CCU，CCU（CynosDB Compute Unit）为 Serverless 的计算计费单位，一个 CCU 近似等于 1 个 CPU 和 2GB 内存的计算资源，每个计费周期的 CCU 应用数量为：数据库所应用的 CPU 核数 与 内存大小的 1 /2 二者中取最大值。以理论应用的负载进行计费，开发者无需为本人没有应用到的资源付费。
图 7 TDSQL-C Serverless 个性二：按使用量免费
第三个个性是无应用无费用 。当无数据申请时，不须要对计算资源资源进行计费。
咱们给用户提供了自定义启停的能力，默认状况下（10 分钟内）没有用户连贯，便会回收计算资源不扣费，在这个时间段内也反对用户自定义启停工夫。
图 8 TDSQL-C Serverless 个性三：无应用无免费
2、链接一直转发申请能力
TDSQL-C 的 链接一直转发申请能力让数据库可能疾速启动不影响整体业务。接入层减少了一个复原感知器（简称 perceptron）的模块来实现申请转发，perceptron 在和客户端握手之后，一直用户连贯，复原集群后，与 TDSQL-C 版握手，后续转发四层报文。
整体流程设计采纳了两个挑战随机数进行鉴权，以实现中继模块 preceptron 不存储用户名明码的状况下也能够实现用户名明码验证，保障了用户明码的安全性，也不会引入存储明码不统一的问题。
图 9 TDSQL-C Serverless 领有链接一直转发申请能力
TDSQL-C Serverless 应⽤场景与应用
1、TDSQL-C Serverless 场景
对于每天夜间清理过期数据、生成报表等每个月初计算上月的账单这样负载不平衡的场景，中小企业抉择固定高规格的数据库会承当更多的老本，抉择小规格的数据库又会影响整体性能。面对这样的状况，serverless 状态给了用户最大与最小的空间范畴，在解决相似慢查问操作以及定时操作以及负载不确定等场景熟能生巧。
图 10 TDSQL-C Serverless 在定时工作场景应用的示意图
对于机器学习、数据训练等业务数据长期不拜访的场景，TDSQL-C Serverless 可能对数据进行存储，同时在用户须要时提供更强的剖析能力。
图 11 TDSQL-C Serverless 在归档数据库场景应用的示意图
TDSQL-C Serverless 为低频拜访的利用场景提供了更大的设想空间，它可能立马撑持爆款小程序忽然高负载状况，用户无需实时关注扩缩容工夫。
图 12 TDSQL-C Serverless 在低频拜访场景应用的示意图
对于测试凋谢场景，在周末工夫，TDSQL-C Serverless 实现不应用主动暂停实例，不收取任何费用，帮忙企业降低成本。
图 13 TDSQL-C Serverless 在开发测试场景应用的示意图
2、TDSQL-C Serverless 应用案例
腾讯云原生数据库 TDSQL-C Serverless 实现与微信生态互通，联结微信小程序云开发，发明开发者应用数据库新形态。开发者仅关注业务即可，后端开发逻辑以及底层应用逻辑等都能够通过键部署实现微信云托管，已为靠近 50 万小程序开发者提供了一站式开发云服务。目前咱们也在积极探索新的集成模式，给开发者与企业提供更多一键部署多端运行的全套解决方案。
图 14 TDSQL-C Serverless 已实现与微信生态互通
总结与瞻望
咱们的愿景是建一座大坝治理好上游的水资源，咱们提供的云资源是一个湖泊，TDSQL-C Serverless 就好比是大坝的闸口，闸口开启以满足上游企业应用云资源。咱们心愿水资源可能正当调配给每个用户，帮忙他们降低成本而把更多的精力放在整体业务的开发层面上。
对于将来瞻望，TDSQL-C Serverless 可能在商业化场景一直扩大，同时也心愿它在技术上实现更大的冲破。摸索更多集成化场景，以业务优先的整体 serverless 解决方案；摸索横向弹性能力在理论利用的落地场景，从“开发测试环境”到无限场景下的生产环境的转变。
图 15 TDSQL-C Serverless 的总结与瞻望
咱们置信 TDSQL-C Serverless 在将来可能在生产环境中应用乃至撑持重大的外围业务，咱们对此有很强的信念！我明天的分享就到这里，谢谢大家！
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