什么是云数据库？一个基于容器的微服务应用，通过连续交付在灵活的云基础设施上部署的概念。云计算领域和安全领域的专家学者普遍认为，云原生是一种更安全、更包容的新模式。回顾人类历史上的每一次技术飞跃，生产力的变化永远不会缺席。“数据库”软件已经发展了50多年，其下一个必然的变化方向 “云原生数据库”已经悄然走到了第十年。未来十年，云原生数据库领域的创新将远远超过过去十年。本文将详细介绍云数据架构。

UMP（Unified MySQL Platform）也就是底层本，高性能，开源数据库。

一、UMP设计原则：

（1）真实系统保持单一的外部访问入口。

（2）消除单点故障，确保服务的高可用性。

（3）具有良好的可伸缩性，能动态增加，减少计算资源。

（4）能够实现资源间的相互隔离：多租户。

（5）多个租户带来的问题：一个用户消耗的资源过多，可能会影响到其他用户的应用程序执行。

1、Mnesia：它是一个分布式数据库管理系统；支持交易，支持透明数据片段，利用两阶段锁实现分布式交易，可以线性扩展至少50个节点；数据库模式在运行过程中可以动态更改。

2、RabbitMQ：产业级消息队列产品。

3、Zookeeper：统一命名服务、状态同步服务、集群管理等高效可靠的协调服务。作为一个全局配置服务器，提供分布式锁（在集群中选择一个“总管”），在UMP中发挥作用、对各机上的MySQL实例进行监控（MySQL实例实时监控，发生故障时通知总管）。

4、LVS：Linux虚拟服务器是一个虚拟的服务器集群系统。在LVS的帮助下，UMP系统实现了集群内部的负载平衡，LVS集群采用了IP负载平衡技术和基于内容要求的分发技术，调度器是LVS集群系统唯一的入口点，整个服务器集群的结构对客户是透明的。

5、controller服务器：UMP集群总管。功能：集群成员管理，元数据存储，MySQL实例管理，故障恢复，备份迁移扩展。为了避免单点故障，controller服务器设置了多个controller服务器，由zookeper服务器确定为外部服务提供服务的总管。

6、Web管理控制台：为用户提供系统管理界面。

7、proxy服务器：使用MySQL数据库下载客户端，连接MySQL服务器，为用户提供访问MySQL数据库的服务。功能：数据路由，分库分表，资源限制，流量统计，日志记录。

8、Agent服务器：在运行MySQL过程的机器上部署MySQL实例，用于管理每台物理机器。

9、日志分析服务器：对整个日志进行分析。

10、服务器的信息统计。

11、愚公系统：数据迁移，系统允许在不停机的情况下，实现动态扩展、缩小、迁移。

二、UMP系统功能：

1、容灾

容灾：云数据库必须具备的基本功能，为了实现容灾UMP系统，将为每个用户创建两个MySQL实例（主库－＞从库）。

出现故障时，主要从切换过程：controller服务器修改路由表，主库标记为不可用，消息中间件rabbitmq修改为proxy服务器（主库和从库）。

主库恢复：主库更新复制从库内容，controller服务器命令从库暂停更新（暂停一段时间，以防止新数据写入主库更新期间的新数据）。

2、读写分离

读写分离：充分利用主从库实现用户读写操作的分离，实现负载平衡。

查询SQL语句：写作操作，直接发送到主库；阅读操作，均衡地发送到主库和从库。

3、分库分表

分库分表：UMP支持用户透明的分库分表。

分库分表时，查询过程：

（1）proxy服务器分析用户的SQL语句，提取SQL语句所需的重写和分发信息；

（2）重写SQL语句，得到多个针对相应MySQL实例的子语句，并将其分发给相应的MySQL实例；

（3）收到来自各种MySQL实例的SQL语句执行结果并获得最终结果。

4、资源管理

资源管理：利用资源池机制管理所有资源。

5、资源调度

三种UMP用户：

（１）小规模用户：多个用户共享一个MySQL实例

（２）中等用户：每个用户独占一个MySQL实例

分库分表用户：拥有多个独立的MySQL实例。

6、资源隔离

7、数据安全

UMP中的数据安全机制：

（1）SSL数据库连接连接

（2）提供数据访问IP白名单

（3）记录用户操作日志

（4）SQL拦截

云数据库架构是一种以云计算为基础，通过虚拟化技术将数据库部署在云平台上的架构。它包括多个组件和层次，包括云计算平台、数据库管理系统、存储系统、网络连接和安全控制等。云数据库架构的主要目标是提供高可用性、弹性扩展、灵活性和安全性的数据库服务，以满足用户的需求。

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