客户证言
“在假期期间,面对临时性大规模直播活动,我们部署的阿里云PolarDB数据库,通过Serverless功能的自动弹性扩缩容机制,无需业务端调整和人工运维介入的智能化支撑,帮助我们有效保障了直播活动的平稳运行,获得业务部门的一致好评。
我们业务中还有很多类似的案例实践,PolarDB在弹性扩展、稳定性及成本效益方面有着显著优势,由此我们已明确将PolarDB作为希沃未来主要选型的数据库产品。”
——希沃DBA 王胜状
一.关于视源&旗下自主品牌希沃
视源股份(CVTE)是一家以显示技术、交互控制和智能连接为核心的全球领先数字化软硬件产品及解决方案提供商。公司聚焦液晶显示主控板卡、交互智能平板等核心业务,同时布局教育数字化、企业服务、智能硬件、人工智能、健康医疗等多元化领域,致力于通过技术创新提升信息交互效率与用户体验,打造了教育数字化工具及服务提供商希沃(Seewo)、智慧协同平台MAXHUB等多个业内知名品牌。
希沃(Seewo)是广州视源股份(CVTE)旗下的自主品牌,专注于智能化和数字化技术,通过提供产品、解决方案和服务,推动教育与科技的智慧互联。作为教育数字化应用及服务提供商,希沃已深耕教育领域15年,主营业务包括教学硬件、教学应用、管理平台和教师发展等领域,拥有交互智能平板、希沃魔方、希沃白板、希沃学习机、希沃录播等产品。其中,希沃的交互智能平板产品连续12年在全国交互智能平板行业中市占率第一,覆盖超过19.2万所中小学校和280万间教室,为超过800万名教师提供服务。希沃白板累计已上线的EN5课件总数超6亿份。
二.数据库挑战和需求
此前,希沃采用自建MySQL+某分布式数据库构建核心数据库。随着业务体量增加,服务的用户规模越来越大,数据库集群规模逐渐增加,数据库服务SLA要求也越来越高。如何快速响应业务的需求,提供稳定+高性能的数据库服务,对于DBA团队是非常大的挑战。
1、提升资源使用率
教育类业务潮汐特征明显,高峰期主要在工作日的白天、学校上课时间、在线教育高峰期等,系统需要处理大量的并发请求,例如在线课堂、视频会议、教学硬件远程集控等应用场景在这些时段会迎来流量高峰;低峰时段在夜间、周末、节假日、寒暑假,系统的资源需求显著下降。为了可以平稳支撑高峰期业务诉求,需要将数据库的资源配置长期保持高的水位,存在资源浪费的情况。数据库整体资源利用率偏低,CPU 利用率仅在15%左右,并且从库资源闲置。另外MySQL压缩能力较弱,数据库存储量大,MySQL主从复制多副本的部署方案都导致块存储成本居高不下。
2、提升数据库弹性
在线教育、直播视频会议、集控等应用场景对数据库的并发处理能力和性能有极高的要求,特别是在疫情期间,大量用户同时在线学习和开会,系统必须能够快速响应并处理大量请求,遇到突发流量还需要保持稳定的性能,对数据库的弹性提出了很高要求。自建数据库的方案一般是提前手动扩容,为数据库容器预留较高的CPU Limit,如果遇到偶发洪峰,很容易把数据库打爆,并且自建数据库缺乏有效的限流手段,跨机垂直升配需要重建容器Pod+主从切换。
3、减少数据库运维工作量
希沃有大量基于MySQL Operator部署在k8s上的数据库,数据库实例多,尤其在开学前需要提前手动扩容,非常费时费力。DBA需要时刻关注数据库相关告警,以防突发情况,比如遇到数据库紧急切换、计算和存储容量不足、慢SQL风暴等。
4、解决OLAP查询类业务存在架构复杂和性能问题
当前OLAP类业务查询场景,依赖大数据架构,需要将关系型数据库中的数据导入到列存数据库中。 运维需要长期维护ETL数据同步任务,架构复杂,还存在性能不一致、T+1时间延迟等问题。
三.数据库架构升级及选型解决方案
经过视源数据库运维团队的深入讨论,决定进行数据库架构升级,数据库的选型应综合考虑以下几个关键因素:
- 架构设计:需与业务场景高度契合,采用云原生架构,便于运维。
- 高可用和扩展能力:需要具备良好的横向和纵向扩展能力,以确保系统能够灵活地进行资源的弹性调整;版本升级、扩缩容以及故障容灾等场景难免会涉及HA切换,需要数据库具备无感切换能力,避免对客户端的感知影响。
- HTAP能力:需能支撑复杂的查询业务,实现一体化的实时事务处理和实时数据分析的能力。
经过对多款数据库的选型比较,视源最终选择阿里云瑶池旗下的云原生数据库PolarDB MySQL版,PolarDB的多个特性很好地契合了业务场景,解决了业务挑战。
1、Serverless:应对业务潮汐,降低成本
PolarDB Serverless能够根据业务负载动态调整资源,支持自动纵向扩容(增加本节点CPU和内存资源)和横向扩容(增加只读节点),单集群可支持0-1000核范围内的伸缩。PolarDB能够从容应对业务负载突增,5秒完成探测,1秒完成扩容,同时在业务负载下降时,集群资源阶梯性自动缩容。这种方式不仅能够有效应对高峰期间的业务压力,还能显著降低低谷期的资源浪费,扩缩过程无感,对业务运行没有任何影响。
PolarDB MySQL版还支持在已购买的固定规格集群上开启Serverless功能,既保证了平峰期资源的保障,又提供了向上叠加弹性的能力,并且用户可以根据业务负载的变化,指定时间进行弹升或缩容,从而更好地控制成本。
2、免运维:提升运维效率
PolarDB MySQL版提供了完全托管的数据库服务,包括版本升级、备份恢复、生命周期管理、升降配、监控、报警、参数配置、性能诊断等运维工作,均在控制台可以一键操作,结合Serverless在突发流量期间可以自动弹升,无需手动干预,业务无感知,保证服务持续可用,极大释放运维工作量。
3、一站式:HTAP为报表加速
PolarDB基于列存索引 (In-Memory Column Index,简称IMCI) 的HTAP方案,在一套PolarDB数据库上同时运行OLTP和OLAP型混合负载,不需要维护数据同步,在保证现有PolarDB优异的OLTP性能的同时,大幅提升PolarDB在大数据量上的查询性能,查询性能相比行存有百倍以上提升。相比传统的搭积木HTAP方案,PolarDB HTAP在扩容和弹性的效率、RT的稳定性、DDL便利性上有明显的优势,同时PolarDB HTAP方案支持自动无感提速,可以有效降低DBA的使用成本。
四.业务价值
通过采用PolarDB Serverless,希沃成功解决了业务潮汐带来的资源管理难题,大幅降低了运维复杂度和工作量,同时实现了成本的灵活可控。不仅提升了系统的稳定性,还显著节省了运营成本,为企业的可持续发展提供了有力支持,主要表现在如下几个方面:
▶︎ Serverless模式完全匹配教育波峰波谷的弹性场景,针对视源希沃白板业务、学习机、教育直播点播等,都具备有非常明显的To C业务的波峰波谷特点,并且突发流量都是不可预期的。PolarDB Serverless秒级弹性让客户无忧运维,通过在购买的固定规格集群上开启Serverless功能,叠加Serverless计算包,数据库基础规格降低了50%,计算资源使用率显著提升,稳定性显著提升,计算成本降低,同时也极大提升了业务方的满意度。
▶︎ 得益于PolarDB的共享存储架构、3~4倍的透明压缩能力以及按实际使用计费的存储空间,叠加使用存储包,大大降低了存储成本。另外Polarstore优秀的IO能力,有效解决了自建数据库块存储IOUtil过高导致的主从延迟的问题。
▶︎ 帮助DBA从繁琐的运维工作中解脱出来,大幅提升工作效率,尤其是在开学前等高峰期前,不再需要手动去做资源腾挪、扩容等优化。DBA不再担心数据库突发的切换和计算存储扩容、IO Util过高等问题,日常运维中更放心。此外,通过PolarDB在线DDL做变更对业务的影响大大减小,变更更快速放心。另外熔断限流、执行计划绑定等高级数据库功能,可以让DBA在应对异常场景时,更加游刃有余。得益于PolarDB相比开源MySQL更好的性能、便于管理的特性,自建数据库120+集群实例迁移后合并成了90+个PolarDB实例,实例数得到了优化,数据库版本得到了统一。
▶︎ 借助并行查询+列存IMCI提供的HTAP能力,同一套数据库同时应对OLTP和OLAP型混合负载,不需要维护数据同步ETL任务,在保证现有PolarDB优异的OLTP性能的同时,大幅提升PolarDB在大数据量上运行复杂AP查询的性能,查询性能相比行存提升百倍以上。