資料庫自動化簡介

我們將向您介紹資料庫即服務及其相關優勢，包括Nutanix資料庫服務（NDB）的術語和概念及其關鍵功能和優勢。

資料庫即服務DBaaS
NDB 架構、概念與名詞

資料庫即服務DBaaS

資料庫即服務（DBaaS）

資料庫即服務（DBaaS）一詞是指軟體和/或服務，它使使用者能夠設定、操作和擴充套件資料庫，而無需設定物理硬體、安裝軟體或配置效能。所有管理任務和維護都由服務商提供商負責，包含安裝、升級、備份、監控擴展等等，因此使用者或應用程式所有者只需要使用和訪問資料庫。控制級別可能有所不同，這取決於使用者的偏好和服務提供商提供的內容。

DBaaS 的主要特點包含

雲端託管，無需自行維護硬體
提供自動化的備份、還原、監控、升級與擴展
按需付費，彈性調整資源
通常透過網頁介面或 API 管理
支援多種資料庫引擎（如關聯式、NoSQL）

主要優勢

降低管理複雜度與成本
快速部署與彈性擴展
高可用性與災難復原能力
支援資料安全與合規需求
提高運營效率

潛在缺點

控制權較低，依賴供應商
雲端服務中斷時，業務可能受影響
資料安全需信賴供應商措施

市面主流 DBaaS 產品比較

下表整理了目前主流 DBaaS 產品的比較：

產品名稱	供應商	資料庫類型	主要特點與優勢	支援雲平台
Amazon RDS/Aurora	AWS	關聯式（MySQL、PostgreSQL、Oracle、SQL Server、Aurora）	高可用性、自動擴展、原生雲端整合	AWS
Google Cloud SQL/Spanner	Google Cloud	關聯式/分布式	全球分布、強一致性、橫向擴展、支援多種引擎	Google Cloud
Azure SQL Database	Microsoft Azure	關聯式（SQL Server）	與Azure生態系緊密整合、自動調整資源、AI輔助管理	Azure
Oracle Autonomous Database	Oracle Cloud	關聯式/自治型	自動調校、自我修復、支援多種工作負載（OLTP/OLAP/JSON）	Oracle Cloud
IBM Db2 on Cloud	IBM Cloud	關聯式	企業級安全性、AI功能、與OpenShift整合	IBM Cloud
MongoDB Atlas	MongoDB Inc.	NoSQL（文件型）	跨雲部署、彈性擴展、支援多種雲平台、原生Spark連接器	AWS/Azure/GCP
MariaDB SkySQL	MariaDB	關聯式	Kubernetes原生、彈性擴展、跨雲部署	多雲/Kubernetes
OceanBase Cloud	螞蟻集團	NewSQL/HTAP	高性能HTAP、MySQL/Oracle兼容、企業級安全與監控	阿里雲等
Nutanix Database Service (NDB)	Nutanix	多種（關聯式/NoSQL）	HCI整合、快照備份、AI與資安功能、支援多資料庫	私有/多雲
Timescale Cloud	Timescale	時序型（基於Postgres	分離儲存與運算、彈性配置、高可擴展性	AWS

產品比較重點

資料庫引擎與類型
- 主流 DBaaS 支援多種資料庫引擎，涵蓋關聯式（如 MySQL、PostgreSQL、Oracle）、NoSQL（如 MongoDB、Cassandra、Redis）、NewSQL（如 OceanBase、TiDB）、時序型（如 Timescale）等。
- 企業可依應用場景選擇最合適的資料庫型態。

雲端平台支援與部署彈性
- AWS、Azure、Google Cloud 提供自家 DBaaS 服務，部分產品如 MongoDB Atlas、MariaDB SkySQL 支援多雲部署，甚至可跨雲遷移。
- 支援 Kubernetes 的 DBaaS（如 MariaDB SkySQL）適合混合雲或容器化架構。

自動化與管理便利性
- 多數 DBaaS 服務提供商負責日常管理任務，如資料庫備份、軟體更新、故障轉移、資源自動擴展、監控告警、安全補丁和系統維護等功能，顯著降低維運負擔。
- Oracle Autonomous Database、IBM Db2 on Cloud 強調 AI 輔助的自動調校與自我修復。

安全性與合規
- 企業級 DBaaS 具備資料加密、存取控管、合規認證（如 GDPR、ISO 27001）等功能，協助企業符合法規要求。

性能與擴展性
- 分布式 DBaaS（如 Google Spanner、OceanBase、TiDB）可支援全球部署與高併發應用。
- 雲原生設計的 DBaaS（如 AWS Aurora、Timescale Cloud）可根據負載動態調整資源。

生態整合與開發支援
- 主流 DBaaS 多與自家或第三方雲端生態系整合，支援多語言 SDK、API 及資料分析工具（如 Spark、AI/ML）。

新興趨勢

AI/ML 整合：DBaaS 開始內建 AI 輔助管理、資料分析與自動調校功能（如 IBM Db2 on Cloud、Oracle Autonomous Database）。
向量資料庫與生成式 AI：Nutanix NDB、MongoDB Atlas 等新版本開始支援向量搜尋與生成式 AI 應用。
多雲與混合雲部署：越來越多 DBaaS 支援跨雲、混合雲部署，提升彈性與容錯能力。

優缺點總結

優點：部署快速、彈性擴展、自動維運、降低人力成本、易於合規。

缺點：部分功能受限於供應商平台、潛在供應商鎖定、資料外流與雲端中斷風險。

NDB 架構、概念與名詞

NDB概覽

NDB資料庫即服務 (DBaaS) 自動化並簡化了資料庫管理，為資料庫配置和生命週期管理帶來一鍵式簡單和隱形操作。

NDB使資料庫管理員能夠執行資料庫註冊、供應、克隆、修補和恢復等操作。它允許管理員定義具有最終狀態驅動功能的配置標準，包括網絡分段、高可用性 (HA) 資料庫部署等等。

借助 NDB多叢集，您可以使用 Nutanix 集群輕鬆管理本地和雲中多個位置的資料庫。

*NDB(Nutanix Database Service)舊稱Era

Nutanix NDB 通過單擊體驗來簡化當前的常見資料庫管理任務，包括：

一鍵部署
複製資料管理(CDM)
資料庫保護
一鍵修補

一鍵部署

基於可從Profile調用以及最佳實踐的新資料庫和資料庫服務器配置

資料庫引擎：Oracle、SQL Server、PostgreSQL、MySQL、MariaDB、MongoDB
資料庫配置檔案(Profile)
：軟體、計算、網路和資料庫引數的可定製資料庫配置檔案。
- 軟體profile：從已註冊的資料庫虛擬機產生且包含資料與作業系統的映像檔。如果是開源的資料庫會有預設模板，商業的資料庫需自己建立。
- 運算profile：明確定義資料庫虛擬機vCPUs、核心和記憶體的profile。
- 網路profile：給資料庫虛擬機網路配置用，不同的資料庫用不同的網路。
- 資料庫參數profile：客製化資料庫參數用。
- Windows網域 profile：包含Windows網域資訊，像是FQDN、網域使用者、密碼等等AD資訊。
資料庫恢復 SLA：針對連續、每日、每週、每月和季度恢復點目標 (RPO) 的可定製恢復 SLA。

複製資料管理(CDM)

NDB允許您複製資料庫，並使用快照或事務日誌重新整理資料庫克隆。

NDB使用儲存高效的Nutanix快照，從而降低了儲存資料庫多個副本的成本(減少儲存開銷以及複製資料時間開銷)。 NDB允許您將複製（Clone）和刷新（Reflash）複製到一個時間點此操作非常精細。

時間機器(Time machine)：從資料庫中收集日誌和快照。
一鍵複製和刷新：零位元組（Zero-byte）資料庫克隆到任何時間點。

使用NDB，您可以執行以下操作：

建立生產資料庫的副本，用於開發、測試、報告或稽核目的。
在新建立的資料庫伺服器虛擬機器上建立資料庫的副本（複製）。

要使用 CDM，請執行以下操作：

使用NDB註冊在Nutanix叢集上執行的來源資料庫虛擬機器。
NDB複製來源資料庫到
- NDB已有註冊的目標資料庫伺服器VM
- 或NDB在複製來源資料庫期間順便建立新的資料庫伺服器VM。

在您註冊資料庫虛擬機器後，NDB會為資料庫建立一個時間機器。時間機器定期進行資料庫快照和日誌追趕。時間機器執行您在資料庫註冊期間選擇或建立的SLA中定義的快照和日誌追趕操作。

了解什麼是Time Machine

Time Machine 是 Nutanix NDB 副本數據管理服務的核心構造。 TimeMachine 管理或捕獲數據以交付於其上的恢復點目標 (RPO) 服務級別協議 (SLA)。使用 Nutanix NDB，您可以在資料庫註冊和入職期間指定 SLA。在為 SLA 配置時，您還可以自定義系統如何實現它。 NDB允許您指定時間機器應該採取的備份或快照的數量、拍攝這些快照的時間以及每週或每月備份的一周中的哪一天。這些選項可幫助您構建 Time Machine 捕獲操作的完整計劃。 Time Machine 帶有預配置的默認計劃，可以讓您快速啟動和運行，因此您不必自定義計劃，除非您的特定業務需要不同的東西。

時間機器第一份快照(應用程式一致性快照)

時間機器第一個日誌抓取鏈

最小15分鐘週期
為實現高效的日誌收集，數據庫主機上的 NDB代理維護一個小型暫存硬碟，代理會定期將日誌從資料庫掃描到此暫存位置，最後再將內容移動至永久硬碟

時間機器第二天做快照

時間機器跑了八天並做快照後

時間機器Log保留時間在第八天快照後

刪除第一個和第二個快照間的日誌，根據我們的範本 RPO SLA(7天)

時間機器在第一個日誌被清空

時間機器跑了兩週

資料庫保護

通過利用存儲在 NDB 中的快照和日誌以及從第三方解決方案的存儲庫訪問備份檔來提高效率的數據保護（備份/恢復）

資料庫恢復恢復允許您將使用NDB註冊的來源資料庫恢復到來源資料庫時間機器支援的快照或時間點。使用NDB，您可以使用快照ID、時間點恢復（PITR）時間戳記、來恢復資料庫。

資料庫恢復操作將當前資料庫替換為指定快照或時間點的資料。在啟動恢復操作之前，源資料庫的時間機器會暫停。成功恢復後，時間機器會自動恢復，繼續恢復的資料庫的新快照和日誌追趕操作。如果恢復操作失敗，資料庫將保持恢復啟動前的狀態。

一鍵修補

作業系統修補：此模式允許您修補作業系統和其他軟體。這不包括資料庫軟體或與實現資料庫相關的元件，例如，Oracle ASM或資料庫相關的HA驅動程式在作業系統修補期間不會修補。 NDB支援Oracle、PostgreSQL和MongoDB資料庫伺服器虛擬機器的作業系統修補。
資料庫軟體修補：此模式允許您使用NDB軟體配置檔案版本修補或升級資料庫軟體和相關元件（例如HA軟體）。建立軟體配置檔案版本需要不同的形式。對於SQL伺服器，您可以透過提供ISO來升級資料庫軟體。對於其他資料庫，您可以更新軟體配置檔案。

NDB術語

名詞	解釋
Brownfield 資料庫VMs	來自 Oracle、SQL Server、PostgreSQL、MariaDB、MySQL、ＭongoDB 和 SAP HANA 的資料庫服務器虛擬機，它們託管在 Nutanix 平台上並在 Era 上註冊。
克隆或已克隆的資料庫	一個資料庫，其中包含在某個時間點或使用時間機器從快照中捕獲的源資料庫中的數據副本。您可以使用克隆的資料庫，並根據需要進行更改。您還可以根據需要從時間機器中可用的最新數據集中刷新克隆。
叢集資料庫	叢集資料庫由兩個或多個資料庫服務器虛擬機組成。在叢集資料庫中，同一資料庫的多個實例運行在不同的資料庫服務器虛擬機上，可以跨不同的 Nutanix 叢集進行設置。例如，RAC for Oracle、AG forSQL Server、Postgres HA instance for PostgreSQL。
資料庫	資料庫包含您的應用程序數據。源資料庫在 Era 中註冊或配置，克隆的資料庫包含從源資料庫克隆的數據。
資料庫VMs	來自 Oracle、SQL Server、PostgreSQL、MariaDB、MySQL、ＭongoDB 和 SAP HANA的資料庫服務器虛擬機，用於託管您的資料庫。
NDB資料庫代理	在資料庫服務器上運行的 NDB Worker 服務。它負責調度和監控資料庫服務器上與 NDB 相關的操作。
NDB硬碟	附加到源資料庫服務器。在 NDB複製日誌之前臨時存儲源資料庫的事務日誌。
Greenfield資料庫VMs	在 Era 中配置的來自 Oracle、SQL Server、PostgreSQL、MariaDB、MySQL、ＭongoDB 和 SAP HANA 的資料庫服務器虛擬機。
Log Catch-up(抓取)操作	根據指定的時間表將事務日誌從源資料庫複製到 Era。該計劃可以在資料庫註冊或供應期間提供，也可以在以後修改。
Nutanix叢集	承載所有組件（例如源資料庫和資料庫服務器 VM、目標資料庫和資料庫服務器以及 NDB）的底層基礎架構。
Profiles	NDB用於配置資料庫或資料庫服務器 VM 的資料庫軟件、網絡、計算、資料庫和Windows網域參數。
Service Level Agreement (SLA)	允許您指定 NDB保留時間機器拍攝的日誌備份和快照（每日、每月、每週或每季度快照）的數據保留策略。
來源等級	Nutanix 集群與時間機器相關聯，為同一時間機器託管一個或多個源資料庫。
Time Machine時間機器	捕獲和維護源資料庫的快照和事務日誌。對於您在 NDB上配置或註冊的每個源資料庫，NDB都會創建一個時間機器。您可以從時間機器捕獲的快照或事務日誌創建克隆和刷新克隆。
Windows容錯移轉叢集(WSFC)	一組獨立伺服器，共同工作，以提高應用程式和服務的可用性。 Microsoft SQL Server使用WSFC服務來支援Alway On availability groups（AG）和SQL Server故障轉移叢集例項。

NDB 優勢

資料庫抽象
簡單管理
標準化軟體版本
客製化恢復SLAs
像雲端一樣的操作
備份還原複製省時省空間省力
透過API調度資料庫