关于数据库:SphereEx-正式开源面向-Database-Mesh-的解决方案-Pisanix

明天，SphereEx 正式对外推出了面向 Database Mesh 的开源解决方案 – Pisanix v0.1.0 版本。Pisanix 从设计之初就排汇了 Database Mesh 的核心思想：通过可编程实现高性能扩大，应答云上数据库治理挑战。这标记着 Database Mesh 不再停留于纸上，而成为了一个真正能够实现和落地的框架。

Pisanix（https://github.com/database-mesh/pisanix）是 SphereEx 面向 Database Mesh 推出的开源解决方案，由 Go 及 Rust 编写，适配 Kubernetes 环境，目前已反对 MySQL 协定。其次要包含 Pisa-Controller、Pisa-Proxy 和 Pisa-Daemon（行将推出）三个组件，帮忙用户轻松实现基于 Database Mesh 框架下 SQL 感知的流量治理、面向运行时的资源可编程、数据库可靠性工程等能力，助力用户云上数据库治理。

1 Pisanix v0.1.0 版本个性

本次正式公布的 Pisanix v0.1.0 版本，已反对的个性有：

• Pisa-Controller
• 反对 Sidecar 注入
• 读取 Kubernetes 自定义资源：VirtualDatabase, TrafficStrategy 和 DatabaseEndpoint 并转换为 Pisa-Proxy 配置
• Pisa-Proxy
• 反对 Kubernetes Sidecar 部署并从 Pisa-Controller 获取配置
• 反对多端口 MySQL 协定代理
• 反对连接池和根底负载平衡
• 实现了基于 Yacc 的 SQL 解析器，已反对：SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE、PREPARE、EXECUTE、BEGIN、SET
• 反对基于正则的 SQL 断路器
• 反对 SQL 并发管制：基于正则，限度指定工夫内执行的 SQL 数量
• 可观测性：反对 sql_processed_total、sql_processed_duration
• 反对非 Kubernetes 环境以独立组件部署

2 Pisanix 简述

Pisanix 采纳管制面和数据面拆散的经典部署模式，通过各种 CustomResourceDefinition 反对对立的数据库接入申明配置、反对可编程的数据库拜访资源限度、反对标准化的数据库主动保护体验，实现多种数据库治理行为的云原生编排。

目前 Pisanix 次要蕴含三局部能力：

• SQL 感知的流量治理 ：借助 SQL 解析能力，提供对流量的负载平衡、审计、访问控制、可观测性等性能；
• 面向运行时的资源可编程 ：通过多种 Linux 内核能力，实现流量治理运行时的资源可配置和可编程；
• 数据库可靠性工程 ：以工程师为核心、以数据库可靠性为准则设计产品状态，建设数据库上云对立界面。

Pisa-Controller
Pisa-Controller 是 Pisanix 的管制面，由 Go 语言实现，是必选组件。它负责对数据面组件的管控，是 Pisanix 所有配置的入口。其次要性能为：

• Sidecar 注入：借助 MutatingAdmissionWebhook 向指定 Pod 中注入 Pisa-Proxy 容器；
• Pisa-Proxy 配置下发和指标采集：获取并转换集群里 CRD 格局的服务发现、负载平衡、限流、SQL 防火墙规定等，并下发给 Pisa-Proxy，以及采集 Pisa-Proxy 运行时的各种指标；
• Pisa-Daemon 配置转换和指标采集：获取并转换集群里 CRD 格局的流量 QoS 等规定，并下发给 Pisa-Daemon，以及采集 Pisa-Daemon 运行时的各种指标。

Pisa-Proxy
Pisa-Proxy 是 Rust 实现的高性能代理，是必选组件。Pisa-Proxy 以 Sidecar 形式与业务利用部署在同一个 Pod 中，监听 MySQL 协定获取利用拜访数据库的流量，并提供各种治理能力：

• SQL 流量治理：通过解析 SQL，实现多种负载平衡策略、限流等；
• 访问控制：依据用户和数据权限关系，实现细粒度的权限管制；
• SQL 防火墙：阻止高危 SQL 语句执行；
• 可观测性：裸露各种数据库拜访指标：如吞吐、延时等。

Pisa-Daemon（行将推出）
Pisa-Daemon 是节点级数据面，是可选组件。Pisa-Daemon 部署在 Kubernetes 集群中每个节点上，通过宿主机内核的各种能力提供资源管理等性能。现已反对：

• 运行时流量治理：借助 eBPF 等技术为数据库拜访流量提供 QoS 保障，缩小流量之间的互相烦扰。

3 Pisanix 示例

在 Database Mesh 中，治理框架依赖于如下工作负载：

• 虚构数据库：开发人员视角里一个能够被拜访的数据库端点
• 流量策略：对数据库拜访流量的治理策略，如标签路由、分库分表、负载平衡、并发管制、断路
• 访问控制：依据指定规定提供细粒度的访问控制，如表级别
• 平安申明：数据安全性申明，如数据加密等
• 审计申请：记录利用对数据库的操作行为，如接入风控系统
• 可观测性：数据库的拜访流量、运行状态、性能指标等可观测性的配置
• 事件总线：承受数据变更的事件总线
• QoS 申明：进步数据库整体 SLO 指标而设定的资源 QoS 指标
• 备份打算：按计划工作的形式执行数据库备份
• Schema 流水线：以代码形式治理数据库 schema 变更，进步数据库 DDL 和 DML 变更的成功率

目前 Pisanix 已反对 VirtualDatabase、TrafficStrategy 和 DatabaseEndpoint 三个 CustomResourceDefinition。

VirtualDatabase
VirtualDatabase 是所有数据库治理行为产生的核心概念。对于开发人员来说，VirtualDatabase 代表了数据库拜访的端点，对于 DBA 来说代表了一个逻辑的数据库，并且须要为该 VirtualDatabase 提供理论的后端数据源 DatabaseEndpoint，以及指定流量策略 TrafficStrategy。

Pisanix 目前反对 MySQL 类型的 VirtualDatabase，配置示例如下：

apiVersion: core.database-mesh.io/v1alpha1
kind: VirtualDatabase
metadata:
  name: catalogue
  namespace: default
spec:
  services:
  - databaseMySQL:               # 申明虚构数据库类型为 MySQL
      db: socksdb                # 申明虚构数据库 schema
      host: 127.0.0.1            # 虚构数据库拜访地址
      port: 3306                 # 虚构数据库拜访端口
      user: catalogue_user       # 虚构数据库拜访用户名
      password: default_password # 虚构数据库拜访明码
    name: mysql                  # 虚构数据库名称
    trafficStrategy: catalogue   # 申明指定虚构数据库流量策略 

TrafficStrategy
TrafficStrategy 形容了数据库拜访流量的治理策略，DBA 依据理论业务须要进行策略配置，如基于标签的申请路由、SLA 驱动的负载平衡、SQL 断路和并发管制等。

Pisanix 目前已反对根底负载平衡、基于正则的 SQL 断路和并发管制，配置示例如下：

apiVersion: core.database-mesh.io/v1alpha1
kind: TrafficStrategy
metadata:
  name: catalogue
  namespace: default
spec:
  loadBalance:                   # 申明虚构数据库拜访负载平衡策略
    simpleLoadBalance:           # 申明负载平衡策略为根底负载平衡
      kind: random               # 申明负载平衡策略为随机
  selector:
    matchLabels:                 # 申明标签选择器以抉择指标 DatabaseEndpoint
      source: catalogue

DatabaseEndpoint
DatabaseEndpoint 形容了实在的数据库拜访端点，它能够是部署在云上的数据库实例，是 DBA 关怀的重点资源。作为实在数据库的形象，DatabaseEndpoint 能够被多个 VirtualDatabase 所生产，从而将开发人员的视角和 DBA 视角进行辨别。

Pisanix 目前反对 MySQL 类型的 DatabaseEndpoint，配置示例如下：

apiVersion: core.database-mesh.io/v1alpha1
kind: DatabaseEndpoint
metadata:
  name: catalogue-db
  namespace: default
spec:
  database:
    MySQL:                        # 申明数据源类型为 MySQL
      db: socksdb                 # 申明数据库 schema
      host: cataloguedb.codtynlacssn.rds.cn-northwest-1.amazonaws.com.cn # 申明数据源地址
      port: 3306                  # 申明数据源拜访端口
      user: root                  # 申明数据源拜访用户名      
      password: fake_password     # 申明数据源拜访明码 

Weaveworks 的 Socks-shop 是一个面向用户的在线销售袜子商店零碎，旨在帮忙微服务和云原生技术进行演示和测试，并且提供一个实在可测试的应用程序。该我的项目应用了以下技术或框架：Java Spring Boot、Go、Node.js 并应用容器进行构建部署。

以 Socks-shop 微服务项目为例，如果应用 Pisanix 框架进行治理的流程如下：

1. 由开发人员为 Catalogue 服务提交 VirtualDatabase 申请虚构数据库；
2. 由 DBA 为 VirtualDatabase 创立关联的 TrafficStrategy 和 DatabaseEndpoint；
3. 由负责上线的 SRE 为 Catalogue 服务增加标签 pisanix.io/inject=enabled，开启 Sidecar 注入，而后配置 Catalogue 数据库访问信息为 VirtualDatabase 中的地址并启动利用。

配置实现后，拜访 front-end 服务即可验证：

4 Pisanix 设计思维：Database Mesh

在《数据库治理的云原生之道 —— Database Mesh 2.0》文章里提出了一种以数据库为核心的治理模型：

• 数据库是一等公民：所有形象都围绕数据库治理行为进行，比方访问控制、流量治理、可观测性等；
• 面向工程师体验：对于开发人员，通过便捷易用的数据库申明和定义，即可持续进行开发，无需关怀数据库的地位；对于运维和 DBA，提供多种数据库治理行为形象，实现自动化的数据库可靠性工程；
• 云原生：以凋谢的生态和实现机制适配不同的云环境，面向云原生构建和实现，而无需放心厂商锁定。点击并拖拽以挪动

详见：https://www.database-mesh.io

5 瞻望

Pisanix 我的项目目前仍处于晚期阶段，在接下来的工作中，会首先重点加强流量方面的治理能力，如增加基于分片键的数据分片能力、针对数据拜访行为的审计申请、流量运行时资源 QoS 等，同时一直晋升性能和易用性。将来 Pisanix 打算凋谢插件扩大机制，用户编写适应不同的业务场景的策略，实际 Unix“策略与机制拆散”的设计哲学。

6 社区

开源我的项目千万步，Pisanix 才刚刚起步。开源是一扇门，Pisanix 欢送各位小伙伴一起参加进来，发表本人的想法，分享本人的见解，不论是代码还是文档，issue 还是 pull request，社区一样欢送。在这里，咱们诚挚邀请对云原生及数据库治理畛域感兴趣的小伙伴退出咱们，独特建设 Pisanix 社区。

目前 Pisanix 社区每两周都会组织线上探讨，具体安顿如下，咱们等你。

​欢送点击链接，理解更多内容：

Pisanix 官网：https://www.database-mesh.io/ Pisanix

GitHub 地址：https://github.com/database-mesh/pisanix

SphereEx 官网：https://www.sphere-ex.com