Kubernetes 环境下的数据库新命题( 四 ) _Kubernetes

ShardingSphere 几乎没有停机时间帮助用户完成历史数据迁移及分布式改造。

DistSQL

ShardingSphere 提供 DistSQL 支持以原生数据库的方式（即 SQL）使用分布式数据库系统的分片、数据加密、流量治理等特性。

对计算存储能力单独进行灵活扩缩容

基于计算存储分离架构，用户可以真正实现『按需』单独分别对 ShardingSphere-Proxy （计算能力）和 Databases （存储能力）进行灵活扩缩容。

云原生运行和治理方式增强

由于 ShardingSphere-Proxy 本质上是一种无状态全局计算服务节点，同时充当全局数据库访问入口，因此更容易在 Kubernetes 上进行云原生的管理和部署。

多云或跨云

数据库作为有状态存储节点可以部署于 Kubernetes 或任意云端，避免单个云平台锁定。仅使用 ShardingSphere 连接节点就可构建分布式数据库系统。

数据库的其他特性

ShardingSphere 是一个围绕数据库的生态系统，除了数据分片，还提供数据加密、权限、读写分离、SQL 审计等特性等待为用户场景全面赋能。

用户可选择多个客户端或混合部署

ShardingSphere 根据用户需求提供两种客户端：ShardingSphereProxy 和 ShardingSphere-JDBC 。通常，ShardingSphere-JDBC 性能更高，而 ShardingSphere-Proxy 支持所有的开发语言，提供分布式数据库集群的管理能力。ShardingSphere-JDBC 和 ShardingSphere-Proxy 混合部署可以进行优势互补。

开源支持

Apache ShardingSphere 是 Apache 基金会的一个顶级项目，开源至今已有五年以上。作为一个成熟的社区，Apache ShardingSphere 具备丰富的用户案例、文档和强大的社区支持。
劣势

分布式事务

事务对于分布式数据库系统也至关重要。但是由于这种技术架构不是从存储层开发的，目前它依赖 XA 协议来协调数据源的事务处理，所以说并不算一个完美的分布式事务方案。

SQL 兼容性

部分 SQL 查询在存储节点（数据库）中表现良好，但在全新的分布式系统中会出现问题。我们开源社区仍在努力攻克这一难点。

全局一致性备份

虽然 ShardingSphere 定义为分布式数据库计算引擎，但多数用户倾向于将其视为分布式数据库。因此，用户需要考虑该分布式数据库系统全局备份一致性。ShardingSphere 正在针对这一特性进行研发，目前暂不支持（5.2.1），用户需要对数据库进行手动或用 RDS 备份。

成本增加

ShardingSphere 会接收所有请求，计算并发送至存储节点。每次查询都必然会增加成本，所有分布式数据库都会遇到这种情况。
5 实操指南
本节将演示如何使用 ShardingSphere 和 PostgreSQL RDS 创建分布式 PostgreSQL 数据库，以及用户如何对两个 PostgreSQL 实例进行数据分片。
以下演示过程中，ShardingSphere-Proxy 运行于 Kubernetes；PostgreSQL RDS 运行于 AWS 。部署架构如下图所示。

文章插图
演示主要包含以下内容：

部署 ShardingSphere-Proxy 集群和 ShardingSphere-Operator 。
使用 DistSQL 构建分布式数据库表。
测试 ShardingSphere-Proxy 集群（计算节点）的弹性伸缩能力和高可用。

1. 准备数据库 RDS
在 AWS 或任意云上创建两个 PostgreSQL RDS 实例作为存储节点。
2. 部署 ShardingSphere-Operator
下载 repo，在 Kubernetes 上创建一个名为 sharding-test 的命名空间。

Bashgit clone https://github.com/apache/shardingsphere-on-cloudkubectl create ns sharding-testcd charts/shardingsphere-operatorhelm dependency buildcd ../helm install shardingsphere-operator shardingsphere-operator -n sharding-testcd shardingsphere-operator-clustervim values.yamlhelm dependency buildcd ..helm install shardingsphere-cluster shardingsphere-operator-cluster -n sharding-test
修改并部署 shardingsphere-operator-cluster 的 values.yaml 中的 automaticScaling: true 和 proxy-frontend-database-protocol-type: PostgreSQL 。