優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡單

缺點(diǎn)：寫入性能會(huì)受到較大影響，因?yàn)槊看螌懭攵夹枰葟?fù)制數(shù)據(jù)

ROW 快照： ROW 快照則是在修改數(shù)據(jù)時(shí)，將修改操作重定向到新的存儲(chǔ)區(qū)域，保持原始數(shù)據(jù)不變。

優(yōu)點(diǎn)：寫入性能更高，因?yàn)闊o需復(fù)制原始數(shù)據(jù)

缺點(diǎn)：讀取數(shù)據(jù)時(shí)可能需要查詢多個(gè)指針，導(dǎo)致讀取性能略有下降

“不可能完成的任務(wù)” —— 數(shù)據(jù)庫秒級(jí)備份恢復(fù)

當(dāng)前主流的開源數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品以PostgreSQL還是MySQL為主，大多數(shù)是私有化部署，如果需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫基于快照的備份恢復(fù)方案，大多數(shù)場(chǎng)景需要對(duì)接第三方存儲(chǔ)或者本地盤來實(shí)現(xiàn)。

本地盤（HDD或者SSD）方案一般會(huì)選用操作系統(tǒng)自帶的LVM來實(shí)現(xiàn)快照，而對(duì)接第三方存儲(chǔ)多數(shù)會(huì)架構(gòu)在ceph等分布式存儲(chǔ)的基礎(chǔ)上，使用ceph的快照。而無論是LVM還是Ceph，都是使用COW實(shí)現(xiàn)的快照，帶來的快照和克隆都是有大幅的性能下降風(fēng)險(xiǎn)。別說秒級(jí)，就算小時(shí)級(jí)都達(dá)不到。

所以當(dāng)前私有化部署的數(shù)據(jù)庫大多數(shù)沒有基于快照克隆的太好的存儲(chǔ)解決方案，大多數(shù)第三方存儲(chǔ)方案由于快照實(shí)現(xiàn)的方案的各種局限性，也不能完全滿足數(shù)據(jù)庫秒級(jí)數(shù)據(jù)備份的需求，至此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫“秒級(jí)備份恢復(fù)”成為了一個(gè)“不可能完成的任務(wù)”。

主流云數(shù)據(jù)庫的技術(shù)實(shí)踐 —— “秒級(jí)備份恢復(fù)”

在公有云產(chǎn)品中數(shù)據(jù)庫的功能實(shí)現(xiàn)相較于私有部署場(chǎng)景具備更加完整的能力實(shí)現(xiàn)，很多公有云數(shù)據(jù)庫都已經(jīng)具備或者接近“秒級(jí)備份恢復(fù)”的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)保護(hù)能力，我們基于行業(yè)的一些主流資料對(duì)于幾個(gè)主流的頭部云數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的數(shù)據(jù)備份恢復(fù)能力做了分析：

AWS：RDS 和 Aurora（基于COW優(yōu)化接近秒級(jí)備份恢復(fù)體驗(yàn)）

RDS：AWS RDS 主要依賴于 EBS實(shí)現(xiàn)的快照來實(shí)現(xiàn)備份和恢復(fù)。

克隆：AWS RDS 的實(shí)例克隆主要通過“從快照還原”（Restore Snapshot）操作實(shí)現(xiàn)，本質(zhì)上是數(shù)據(jù)的完全復(fù)制。

快照：EBS 快照是增量式的，僅存儲(chǔ)自上一個(gè)快照以來發(fā)生變化的數(shù)據(jù)塊。

PITR：RDS 的 PITR 結(jié)合了快照和事務(wù)日志，可以恢復(fù)到指定的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)。

Aurora：AWS Aurora 采用了一種計(jì)算和存儲(chǔ)分離的架構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了更高效的快照和克隆。

克?。篈urora 的克隆利用了“寫時(shí)復(fù)制”（Copy-on-Write，CoW）機(jī)制，只需創(chuàng)建指向共享存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)指針，無需拷貝數(shù)據(jù)，因此速度極快。

快照：Aurora 快照實(shí)際上是在這個(gè)連續(xù)備份流中的元數(shù)據(jù)指針或標(biāo)記，是一個(gè) O(1) 操作。

PITR：Aurora 的 PITR 基于連續(xù)備份流，可以實(shí)現(xiàn)秒級(jí)恢復(fù)。

阿里云：RDS 和 PolarDB（基于高性能快照實(shí)現(xiàn)了秒級(jí)備份恢復(fù)）

RDS：阿里云 RDS 與 AWS RDS 類似，也主要依賴于云盤的快照功能來實(shí)現(xiàn)備份和恢復(fù)。

克?。喊⒗镌?RDS 的克隆是通過將源實(shí)例的數(shù)據(jù)恢復(fù)到一個(gè)新實(shí)例來實(shí)現(xiàn)的，本質(zhì)上是一個(gè)還原操作，創(chuàng)建數(shù)據(jù)的完整副本。

快照：阿里云 RDS 的快照也是增量式的。

PITR：阿里云 RDS 的 PITR 同樣結(jié)合了快照和日志備份。

PolarDB：阿里云 PolarDB 的架構(gòu)與 AWS Aurora 類似，也采用了計(jì)算存儲(chǔ)分離的設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了快速克隆和恢復(fù)。

克隆：PolarDB 利用其底層存儲(chǔ)的快照技術(shù)來實(shí)現(xiàn)快速克隆。

通過對(duì)比分析 AWS 和阿里云兩家基于自己不同的存儲(chǔ)快照能力實(shí)現(xiàn)的備份恢復(fù)效果，我們可以看到，主流云數(shù)據(jù)庫服務(wù)在利用快照技術(shù)提升數(shù)據(jù)備份恢復(fù)的效率和性能的方向已經(jīng)取得了一定的成績。

但是如何提升企業(yè)私有化部署場(chǎng)景的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)備份恢復(fù)能力呢？

數(shù)據(jù)庫秒級(jí)備份恢復(fù)的破局者：華瑞指數(shù)云的“ROW無損快照克隆”

在前文COW與ROW的實(shí)現(xiàn)原理中，可以看到，雖然 ROW 快照在寫入性能方面優(yōu)于 COW 快照，但通用的 ROW 實(shí)現(xiàn)方案通常會(huì)犧牲一定的讀取性能。而一些前沿的分布式數(shù)據(jù)庫廠商（比如：華瑞指數(shù)云），已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了更先進(jìn)的“無損 ROW 快照”技術(shù)，即在保證寫入性能的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了讀取性能的零損耗。在私有化部署場(chǎng)景讓客戶能夠擁有近乎完美的快照體驗(yàn)。

當(dāng)前華瑞指數(shù)云 WDS 基于自己的快照能力真正實(shí)現(xiàn)了“無損 ROW 快照克隆”技術(shù)，克服了通用 ROW 快照的局限性，實(shí)現(xiàn)了真正的秒級(jí)快照和讀寫性能零損耗 。

讀寫零損耗： 傳統(tǒng)快照技術(shù)可能會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫的讀寫性能產(chǎn)生一定的影響，而華瑞指數(shù)云WDS的“ROW無損快照”技術(shù)，通過針對(duì)讀場(chǎng)景的針對(duì)性優(yōu)化，解決了ROW快照讀流程實(shí)現(xiàn)中的缺陷，真正能夠確保在快照創(chuàng)建和使用過程中，數(shù)據(jù)庫的讀寫性能始終如一，不會(huì)出現(xiàn)任何下降。

秒級(jí)快照： 通過快照實(shí)現(xiàn)流程的精細(xì)化實(shí)現(xiàn)，華瑞指數(shù)云WDS實(shí)現(xiàn)的ROW快照真正支持以秒級(jí)的粒度創(chuàng)建快照，這意味著可以更加頻繁地備份數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的數(shù)據(jù)恢復(fù)，將數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。甚至單卷的快照個(gè)數(shù)可以達(dá)到數(shù)萬個(gè)級(jí)別。

靈活的備份策略： 由于華瑞指數(shù)云ROW快照技術(shù)的出色實(shí)現(xiàn)，WDS高性能塊存儲(chǔ)產(chǎn)品也可以通過快照實(shí)現(xiàn)并支持多種數(shù)據(jù)備份策略，用戶可以根據(jù)自身的業(yè)務(wù)需求，靈活地設(shè)置備份頻率、保留時(shí)間和備份方式，實(shí)現(xiàn)定制化的數(shù)據(jù)保護(hù)。

秒級(jí)克隆：基于“無損快照”技術(shù)，華瑞指數(shù)云WDS實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的秒級(jí)克隆能力. 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫克隆為了解決克隆卷讀寫性能折損的問題，需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)拷貝來用Flatten功能與原快照解耦，耗時(shí)漫長，而華瑞指數(shù)云WDS只需秒級(jí)即可完成一個(gè)數(shù)據(jù)庫的克隆，由于讀寫性能真正做到了無損，無需再使用Flatten克隆來做大量的全量拷貝，極大地提升了數(shù)據(jù)庫的敏捷性。

通過以上的“無損 ROW 快照克隆”技術(shù)，可以真正幫助私有化部署場(chǎng)景的數(shù)據(jù)庫對(duì)接華瑞指數(shù)云WDS存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)“秒級(jí)備份恢復(fù)”能力，可以讓企業(yè)用戶在私有化部署場(chǎng)景真正能夠體驗(yàn)公有云數(shù)據(jù)庫一樣的流暢的備份恢復(fù)效果。

實(shí)踐案例：PostgreSQL 數(shù)據(jù)庫的備份與恢復(fù)

IF Club 技術(shù)研討會(huì)上，蕭少聰老師帶來的主題分享《復(fù)刻云數(shù)據(jù)庫的高端特性：秒級(jí)克隆、備份與恢復(fù)》PPT 中還提供了 PostgreSQL 數(shù)據(jù)庫在使用 Ceph 和華瑞指數(shù)云 WDS 進(jìn)行備份和恢復(fù)的詳細(xì)操作步驟:

備份過程: 通過 pg_backup_start 和 pg_backup_stop 命令配合存儲(chǔ)系統(tǒng)的快照功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的備份 。

恢復(fù)過程: 通過克隆快照并掛載到目標(biāo)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的快速恢復(fù) 。

性能恢復(fù): Ceph 需要進(jìn)行 flatten 操作才能恢復(fù)性能，而華瑞指數(shù)云 WDS 無此步驟，恢復(fù)速度更快 。

秒級(jí)克隆：基于快照創(chuàng)建完整數(shù)據(jù)庫副本，無需全量拷貝。

PITR精準(zhǔn)恢復(fù)：結(jié)合WAL日志，實(shí)現(xiàn)任意時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)回溯，誤差<1秒。

# 華瑞WDS克隆操作示例（3步完成）

cli_ts snap create –snap_name prod_snap –vol_name pg_main  # 創(chuàng)建快照

cli_ts snap clone –vol_name pg_clone –snap_name prod_snap  # 克隆快照

cli_ts vol attach –vol_name pg_clone –target nqn.2024-06.wds  # 掛載克隆體

詳細(xì)流程可以參見《復(fù)刻云數(shù)據(jù)庫的高端特性：秒級(jí)克隆、備份與恢復(fù)》。（下載鏈接：https://ifclub.com.cn/details/1921836782856605698?t=1747099511716)

華瑞指數(shù)云WDS：定義新一代企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)

華瑞指數(shù)云所有的產(chǎn)品能力無論是ROW無損快照，還是極致的低時(shí)延都得益于華瑞指數(shù)云先進(jìn)的存儲(chǔ)架構(gòu)能力，為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用帶來了前所未有的靈活性和性能提升。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮中，企業(yè)對(duì)于數(shù)據(jù)庫的依賴日益加深。數(shù)據(jù)庫使用的傳統(tǒng)存儲(chǔ)架構(gòu)的種種局限性，如擴(kuò)展性瓶頸、性能瓶頸、資源浪費(fèi)等，已經(jīng)成為制約企業(yè)發(fā)展的桎梏。華瑞指數(shù)云WDS，作為一款創(chuàng)新的分布式存儲(chǔ)解決方案，旨在打破這些束縛，為企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用帶來前所未有的自由度和效率提升。

高性能、無限擴(kuò)展的分布式存儲(chǔ)：數(shù)據(jù)庫的“超強(qiáng)引擎”

華瑞指數(shù)云WDS不僅在快照和克隆方面表現(xiàn)出色，更具備卓越的存儲(chǔ)性能和擴(kuò)展能力，為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用提供強(qiáng)大的支撐。

極致性能： 華瑞指數(shù)云WDS的性能經(jīng)過權(quán)威機(jī)構(gòu) SPC-1 的驗(yàn)證，IOPS 達(dá)到數(shù)千萬，延遲低至微秒級(jí)別，超越了眾多高端全閃存陣列，為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用提供極致的性能體驗(yàn)。

線性擴(kuò)展： 華瑞指數(shù)云WDS的分布式架構(gòu)支持無限的線性擴(kuò)展，可以輕松應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)量的增長和業(yè)務(wù)規(guī)模的擴(kuò)大，滿足業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展的需求。

全信創(chuàng)、純軟件定義： 華瑞指數(shù)云WDS實(shí)現(xiàn)了全棧的信創(chuàng)支持，滿足了對(duì)信息安全有較高要求的行業(yè)和場(chǎng)景的需求。同時(shí)，純軟件定義的架構(gòu)，可以靈活地部署在各種硬件平臺(tái)之上，降低用戶的采購成本和運(yùn)維復(fù)雜度。

數(shù)據(jù)庫與分布式存儲(chǔ)的深度融合：釋放數(shù)據(jù)潛能，定義新的能力邊界

華瑞指數(shù)云WDS與數(shù)據(jù)庫的結(jié)合，打破了傳統(tǒng)架構(gòu)的束縛，釋放了數(shù)據(jù)的巨大潛能，并能夠?qū)崿F(xiàn)一些過去只能在公有云數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品上才能實(shí)現(xiàn)的高級(jí)能力，在私有云環(huán)境中為數(shù)據(jù)庫賦予了新的生命力。

高級(jí)能力普惠化： 華瑞指數(shù)云WDS將公有云上的數(shù)據(jù)庫高級(jí)能力，如彈性伸縮、多活容災(zāi)等，帶到私有云環(huán)境，讓更多的企業(yè)能夠享受到這些技術(shù)紅利，加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

定義新的能力邊界： 通過分布式存儲(chǔ)帶來的高性能、無限擴(kuò)展能力，數(shù)據(jù)庫可以處理更大規(guī)模的數(shù)據(jù)，支撐更復(fù)雜的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，突破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的能力邊界，為企業(yè)帶來更大的創(chuàng)新空間。

結(jié)論

通過華瑞指數(shù)云WDS以其“無損快照克隆”技術(shù)，真正可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的”秒級(jí)備份恢復(fù)“的能力，讓客戶在私有化部署場(chǎng)景一樣可以體驗(yàn)到云數(shù)據(jù)庫的備份恢復(fù)能力。結(jié)合華瑞指數(shù)云的各種高性能存儲(chǔ)能力，為企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用帶來了革命性的變革。它不僅能夠滿足客戶對(duì)高性能、高擴(kuò)展性、高安全性的需求，更能夠賦能數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)更多高級(jí)功能，助力企業(yè)在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代獲得更大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

另外感謝IF Club 技術(shù)研討會(huì)為我們提供了一個(gè)深入了解數(shù)據(jù)庫備份恢復(fù)技術(shù)的平臺(tái)。通過對(duì)“快照”技術(shù)的剖析，以及對(duì)主流云數(shù)據(jù)庫服務(wù)實(shí)踐的探討，我們看到了數(shù)據(jù)保護(hù)領(lǐng)域正在發(fā)生的深刻變革。

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