談到數據庫行業(yè)近幾年的重大變化，我們很容易想到從傳統數據庫向云數據庫的變遷。而另一個(gè)正在悄然發(fā)生的變化不太被人提及，盡管其意義同樣非常重大，這就是數據庫的“自治”。實(shí)際上，數據庫實(shí)現“自治”，也就是系統自我管理，是數據庫行業(yè)又一個(gè)劃時(shí)代的變遷。
如果把從傳統數據庫向云數據庫的轉變比喻成“汽車(chē)換馬車(chē)”的話(huà)，那么數據庫的“自治”就是從“手動(dòng)”到“自動(dòng)”，更準確地說(shuō)是到“自動(dòng)駕駛”。而阿里云4月22日發(fā)布的數據庫自治服務(wù)DAS（Database Autonomy Service）就是這一變遷的一個(gè)重要標志。
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給“汽車(chē)”加上自動(dòng)駕駛引擎
近幾年來(lái)，隨著(zhù)云計算的普及，以服務(wù)形式呈現的云數據庫應運而生，如阿里云的PolarDB、AnalyticDB等。云數據庫天生具有的可擴展性、靈活性、高性?xún)r(jià)比等優(yōu)勢使得其在與傳統數據庫的競爭中贏(yíng)得了先機，得到了市場(chǎng)廣泛認可，代表了數據庫的未來(lái)。Gartner預計，到2021年云數據庫在整個(gè)數據庫市場(chǎng)中的占比將首次達到50%。而到2023年，75%的數據庫要跑在云平臺之上。
云數據庫大大減輕了數據庫管理員（DBA）的工作，包括資源彈性、高可用、備份、監控等基本運維工作。不過(guò)，數據庫的運維終究是一件非常復雜的工作，數據庫上云之后還有很多非常復雜的工作要人來(lái)做。
“上云之后，讓數據庫發(fā)揮最優(yōu)的效能，對于大部分應用開(kāi)發(fā)者和數據庫管理人員而言，需要很多數據庫專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域知識，依然充滿(mǎn)挑戰?！?阿里云數據庫資深技術(shù)專(zhuān)家、DAS產(chǎn)品線(xiàn)負責人李廣望表示。
如故障診斷，短時(shí)間內快速發(fā)現問(wèn)題、找出原因并解決問(wèn)題；還有數據庫的持續調優(yōu)等、SQL Review等，過(guò)去這些通常要DBA來(lái)參與，效率低，而且嚴重依賴(lài)DBA個(gè)人的經(jīng)驗。另外，規?；\維也是當下很多企業(yè)面臨的一個(gè)現實(shí)問(wèn)題。當企業(yè)的業(yè)務(wù)快速發(fā)展，需要運維成百上千的數據庫集群，保證其穩定性、伸縮性的挑戰會(huì )成指數型增長(cháng)，如果還是依賴(lài)人工的優(yōu)化和運維，人力成本很快就成為企業(yè)難以承受之重。因此，數據庫走向自治就成為一個(gè)必然趨勢。
實(shí)際上，隨著(zhù)人工智能、機器學(xué)習技術(shù)的快速發(fā)展，利用它們來(lái)優(yōu)化數據庫內核以及數據庫運維、管控等一系列動(dòng)作已經(jīng)成為數據庫行業(yè)的共識。阿里云此次推出的數據庫自治服務(wù)DAS就是一種基于人工智能和機器學(xué)習技術(shù)實(shí)現的、能自動(dòng)且主動(dòng)幫助用戶(hù)消除數據庫管理的復雜性及人工操作引發(fā)的服務(wù)故障，有效保障數據庫服務(wù)的穩定、安全及高效。
“從傳統數據庫到云原生數據庫，相當于從馬車(chē)時(shí)代進(jìn)入汽車(chē)時(shí)代，但這個(gè)汽車(chē)還需要駕駛員，而今天我們的數據庫自治服務(wù)就相當于給云原生數據庫加上了自動(dòng)駕駛引擎，讓現代化的汽車(chē)還具備自動(dòng)駕駛的能力，能夠以非常輕盈的方式、非常便捷而且更穩定、更安全、更經(jīng)濟地用好數據庫?！崩顝V望表示。
自感知、自修復、自?xún)?yōu)化、自安全
阿里云的DAS由阿里云及達摩院聯(lián)合研發(fā)，可提供自感知、自修復、自?xún)?yōu)化、自安全的全鏈路數據庫管控能力，無(wú)需人工干預，讓企業(yè)像體驗“自動(dòng)駕駛”一樣使用數據庫，數據庫管理成本降低90%。
數據庫有四大核心訴求，即高性能、高穩定性、高安全和低成本。阿里云DAS以其智能異常診斷、SQL自動(dòng)限流、SQL自動(dòng)優(yōu)化、AutoScale、智能壓測、智能調參等六大自治特性，很好地滿(mǎn)足上述四大核心訴求。
“DAS就像一個(gè)不需要休息而且計算能力超強的伙伴，幫助企業(yè)去守護數據庫，確保其安全、健康和高性能?！?阿里云數據庫產(chǎn)品專(zhuān)家胡航麗表示。
其實(shí)，數據庫的“自治”并不是一個(gè)新詞，幾年前市場(chǎng)已經(jīng)有自治數據庫出現，不過(guò)作為一個(gè)獨立的數據庫自治服務(wù)，阿里云DAS是業(yè)內第一個(gè)。
“與內置在數據庫引擎中的自治能力相比，我們從設計第一天開(kāi)始就作為數據庫‘自動(dòng)駕駛’級平臺存在，我們是要把自治能力、自動(dòng)駕駛能力賦能給所有的數據庫，包括RDS、PolarDB、ADB、Redis等OLTP/OLAP/NoSQL數據庫都要全面支持?！崩顝V望表示。
由于是平臺模式，其對數據庫無(wú)侵入，使得其更易于推廣到其他數據庫、甚至線(xiàn)下的數據庫。同時(shí)，阿里云DAS還在技術(shù)上實(shí)現了重大創(chuàng )新和突破，包括首個(gè)全局綜合自治引擎、首個(gè)外置式Cost-based SQL診斷引擎、基于全局Workload的優(yōu)化技術(shù)、基于機器學(xué)習的實(shí)時(shí)異常發(fā)現與預測等。
這些突破性的技術(shù)使得阿里云DAS具有了業(yè)內領(lǐng)先的自治能力。阿里云參考自動(dòng)駕駛的級別將數據庫的自治能力分為5級：從全靠人的零級（Level-0）到僅僅提供基礎監控、告警等信息的第1級（Level-1），到提供診斷或者優(yōu)化建議但由人來(lái)決策是否使用的第2級（Level-2），到部分場(chǎng)景實(shí)現完全自治的3級（Level-3）以及全部實(shí)現自治的第4級（Level-4）。目前，阿里云DAS的自治能力已突破第3級（Level-3），也就是絕大多數工作完全不需要人參與，正在邁向最高級，即完全的自動(dòng)駕駛。
”阿里云DAS覆蓋的絕大部分場(chǎng)景基本上可以由DAS來(lái)決策。不過(guò)，用戶(hù)可以決定到底要開(kāi)哪個(gè)特性，比如在負載增高的時(shí)候要不要我們主動(dòng)干預它，或者系統自動(dòng)去優(yōu)化它?！焙禁惤榻B說(shuō)。
基于阿里云DAS強大的自治能力，DBA可以從繁瑣的日常運維工作中解脫出來(lái)，這讓DBA可以將更多精力放到業(yè)務(wù)創(chuàng )新和發(fā)展上，發(fā)揮更大的價(jià)值。比如系統出現故障時(shí)，DAS可以幫助快速定位。更為重要的是，阿里云DAS能預先發(fā)現問(wèn)題，在故障真正發(fā)生之前就解決，DBA甚至是無(wú)感知的。
世界級的業(yè)務(wù)壓力成就了世界級的產(chǎn)品
和阿里云的很多產(chǎn)品/服務(wù)一樣，阿里云DAS也是首先來(lái)自阿里自己的需求，產(chǎn)品成熟后經(jīng)過(guò)阿里自己的驗證才對外輸出。
DAS產(chǎn)品最早源于2014年的CloudDBA，是一個(gè)服務(wù)于內部的研發(fā)人員工具。2016年，阿里云對它進(jìn)行了升級和產(chǎn)品化，作為云服務(wù)推向了市場(chǎng)。從2017年開(kāi)始阿里云在其中加入自治功能，并利用阿里巴巴的場(chǎng)景和技術(shù)不斷驗證和完善，一直持續到2019年年底，正式更名為DAS。
阿里云DAS的演進(jìn)歷程
目前，阿里云DAS已大規模應用于阿里巴巴內部業(yè)務(wù)場(chǎng)景，阿里巴巴集團內部85%數據庫實(shí)例已實(shí)現自動(dòng)駕駛，累計優(yōu)化超4200萬(wàn) SQL、回收超4 PB空間，并服務(wù)了大量電商、金融、游戲等領(lǐng)域的企業(yè)。
在整個(gè)研發(fā)過(guò)程中阿里集團豐富的場(chǎng)景和案例起到了關(guān)鍵作用?！皫缀跛袡C器學(xué)習的前提，就是擁有足夠多的數據和標注案例，而這也是阿里巴巴的優(yōu)勢。阿里巴巴自己有海量業(yè)務(wù)，包括電商、本地生活等不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景，同時(shí)也是國內最大的云平臺。我們建立了一套線(xiàn)下的DAS實(shí)驗室，對接應用日志、監控告警、以及用戶(hù)工單系統等，可實(shí)現日志事件和異常的自動(dòng)關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現自學(xué)習、持續優(yōu)化的自治引擎能力?！崩顝V望介紹說(shuō)。
正是世界級的業(yè)務(wù)壓力才能造就出世界級的數據庫產(chǎn)品。以“雙11”為例，2019年“雙11”天貓實(shí)時(shí)成交額創(chuàng )出新高，達到2684億元人民幣。阿里旗下的自研云原生數據庫PolarDB表現穩定：PolarDB TPS最高峰達到8700萬(wàn)次/秒，創(chuàng )下數據庫的新記錄，其中自然也有DAS的一份功勞。
應該說(shuō)，阿里云DAS是阿里多年在數據庫領(lǐng)域深厚技術(shù)積淀的一個(gè)展現，更是阿里云數據庫成長(cháng)過(guò)程的一個(gè)縮影。今天在數據庫領(lǐng)域，阿里云除了賦予數據庫智能化、自動(dòng)駕駛的能力，以幫助用戶(hù)用好數據庫之外，同時(shí)還在致力于云原生數據庫的研發(fā)，比如PolarDB、ADB，并且取得了亮眼的成績(jì)。
2018年，阿里云作為第一家且唯一一家中國公司進(jìn)入Gartner數據庫魔力象限。在Forrester發(fā)布的數據庫評估報告《The Forrester Wave: Database-As-A-Service,Q2 2019》中，阿里云數據庫PolarDB也躋身“強勁表現者”陣營(yíng)。根據阿里云的官方資料，目前已有約40萬(wàn)個(gè)數據庫遷移到阿里云上，穩居國內云數據庫市場(chǎng)份額第一。
在阿里云不斷推出數據庫產(chǎn)品的過(guò)程中，阿里云數據庫的技術(shù)也得到廣泛認可。阿里云數據庫相關(guān)研究成果多次入選國際數據庫頂級會(huì )議。在數據庫的頂級會(huì )議VLDB、SIGMOD上都有阿里云相關(guān)論文入選。
“云計算的最大魅力是它給了我們一個(gè)平臺，將我們過(guò)去的實(shí)踐和技術(shù)普惠化，技術(shù)價(jià)值最大化，過(guò)去3年我們在阿里巴巴內部實(shí)現的數據庫自動(dòng)駕駛能力，通過(guò)阿里云平臺能夠幫助到所有的應用開(kāi)發(fā)者。我相信，未來(lái)三年，所有云上數據庫的80%將會(huì )實(shí)現自動(dòng)駕駛能力；讓所有的應用開(kāi)發(fā)者更專(zhuān)注于自己的業(yè)務(wù)創(chuàng )新，將數據庫交給DAS，讓DAS加持下的數據庫，承載您的業(yè)務(wù)持續飛馳在快車(chē)道！ ”李廣望表示。