雲資料庫爆發,國產基礎軟體的機會來了嗎?

近日,Gartner 最新一份關於 2011-2021 資料庫管理系統(DBMS)全球市場格局的報告引起了行業關注。該報告顯示了資料庫行業的兩個重要轉折點:一是微軟市場份額首次超越甲骨文成為全球第一,其次便是雲資料庫的爆發。

在報告中,排名前十的企業中有 4 家雲計算公司,同時,這些雲計算公司與甲骨文、IBM 等傳統資料庫廠商之間的差距正在不斷縮小。兩年前,Gartner 就預測了雲將主導資料庫市場的未來,這一預測似乎在兩年後得到了印證。

雲資料庫爆發,國產基礎軟體的機會來了嗎?

雲資料庫“翻盤”

微軟能夠超越常年霸榜的甲骨文,背後的依仗是雲計算。2014 年,當時剛上任的微軟 CEO Satya Nadella 提出了“雲計算為先、移動為先”的轉型口號。當年,微軟雲計算業務實現收入 44 億美元。七年過去了,僅 2021 財年第三財季度,微軟智慧雲部門的營收已經達到 151。18 億美元。微軟仍在享受著雲計算帶來的紅利。

在雲計算的帶動下,資料庫產業也正在發生變化。

傳統商業資料庫授權與硬體投入要數十萬元起步,擴容需要數月規劃、數週實施,整個迭代過程要以“年”為單位計算。昂貴、擴充套件性差、複雜等是傳統資料庫自身就有的問題。雲廠商將傳統資料庫搬到雲上,以租賃方式為使用者提供服務,同時自研主打計算與儲存分離的雲原生資料庫(Cloud Native),也以租賃方式提供服務。

憑藉部署簡單、成本較低,並且高可靠等特性,雲資料庫吸引了很多傳統資料庫使用者。另外,雲廠商也憑藉人工智慧技術優勢提供了更多資料智慧方面的服務。資料顯示,在過去十年,企業上雲的意願從 3% 上升到了 84%。

過去兩年中,整個 DBMS 市場的增長率分別為 13%和 18。4%。根據 Gartner 的調查,大多數資料庫收入增長都發生在雲上,本地增長正逐步萎縮。

說到 DBMS,不得不提資料庫商業的起源:關係型資料庫。關係型資料庫在資料庫商業化歷程中扮演了重要的角色。根據 DB-Engines 釋出的 5 月份資料庫排名,前十中有 7 個是關係型資料庫。雖然歷史最久,但關係型資料庫仍是目前最受歡迎的型別,也是雲資料庫首先進入的領域。

20 世紀 60 年代,查爾斯·巴赫曼(Charles Bachman)設計了第一個計算機化資料庫。不過,現在被廣泛討論的關係型資料庫的起源是在 1970 年。1970 年 6 月,IBM 計算機科學家 Edgar F。 Codd 在發表的

“A Relational Model of Data for Large Shared Banks”

https://www。seas。upenn。edu/~zives/03f/cis550/codd。pdf

論文中首次提出了“關係模型”的概念,這為之後主流資料庫研究奠定了理論基礎。但在該論文發表 6 年後,市場上才出現相關的資料庫產品。

1976 年,美國霍尼韋爾公司(Honeywell)開發了 Multics Relational Dat a Store,開啟了商用關係資料庫的時代。當時,甲骨文創始人拉里·埃裡森(Larry Ellison)還在一家為中央情報局服務的軟體公司上班,但他已經敏銳地嗅到了商機,次年便與同事 Bob Miner 創辦了一家計算機公司,也是 Oracle 的前身。

1979 年,Oracle 將第一個商業資料庫推向市場。而關係型資料庫的提出者 IBM 到了 1983 年才將 DB2 帶入商業市場,軟體巨頭微軟則在 1989 年推出了另一個明星產品 SQL Server。

隨著資料庫逐漸變成企業的重要基礎設施,以 Oracle、微軟為代表的關係型資料庫幾乎壟斷了整個市場。寡頭壟斷帶來的副作用也隨之而來,居高不下的價格、不盡人意的服務,企業們雖苦“巨頭”久矣,但並沒有其他更好的選擇。

2000 年,開源文化蔓延到資料庫領域,陸續誕生了 MySQL、PostgreSQL 等開源資料庫,並吸引了大量擁護者。這在一定程度上緩解了企業的成本焦慮,也終結了 Oracle、SQL Server 在關係型資料庫上的神話。

而云計算時代的到來徹底扭轉了資料庫行業的格局。2008 年,雲計算的時代大幕逐步拉開,在 AWS 證明雲是可行業務後,越來越多的行業巨頭入局,雲廠商開始成為資料庫領域的主要玩家。

資料顯示,2019-2024 年,傳統資料庫的年增長率保持在 4% 左右,而云資料庫市場的年增長率高達 16%。雲資料庫已經勢不可擋。

國產資料庫,借力崛起

雲計算在改寫資料庫格局的同時,也幫助國產資料庫實現了彎道超車。其中一個重要標誌就是在去年 11 月,在 Gartner 公佈 2020 年度全球資料庫魔力象限評估結果中,阿里雲成為首家入選領導者(LEADERS)象限的中國科技公司。在資料庫領域,中國企業第一次追上西方科技公司,站在了行業的第一梯隊。

雲資料庫爆發,國產基礎軟體的機會來了嗎?

回顧過往,中國在資料庫上落後了近二十年。在西方已經在推廣商業資料庫的時候,“資料庫”一詞在國內還鮮有人聽聞。

1978 年,中國人民大學創辦了經濟資訊管理系,第一任系主任薩師煊與其他學者首次將“資料庫”概念引入國內。可能很多人都沒有想到,一個技術詞彙的首次出現是在經濟管理應用學科中。薩師煊與弟子王珊在 83 年合作編寫出版的《資料庫系統概論》一書,是國內第一部系統闡明資料庫原理、技術和理論的教材,一直被大多數院校計算機專業和資訊專業使用。

技術薄弱、人才缺乏,國內資料庫市場一片空白,隨後便被已經成熟的外企迅速拿下。

1989 年,Oracle 決定進軍中國,並將 Oracle 的中文名註冊為“甲骨文”,之後透過拿下東三省郵電管理局 5 期工程的大單在中國資料庫領域迅速站穩腳跟;1991 年,Sybase 進入中國大陸;1992 年,IBM 在正式進軍中國,帶來了 DB2 和 Informix 等產品,同年,Microsoft 在北京設立代表處。到了 1999 年,中國資料庫行業格局已經形成了 IBM、DB2 和 Informix 佔領金融行業,Oracle 一統電信行業的格局。

反觀目前國內資料庫領域的頭部企業,亞信科技在 95 年誕生、阿里巴巴和騰訊在 99 年誕生,而像 PingCAP、MarkLogic、巨杉資料庫、達夢資料庫等垂直企業也都是在 2000 年後才建立發展。中間巨大的時間差,給了外企在國內充分的發展空間。

但在業務規模不斷擴大、資料量爆發式增長的情況下,“Oracle 資料庫 +IBM 小型機 +EMC 儲存裝置”的高額開支開始讓不少企業難以忍受。國外科技企業開始“去 IOE”,在 13 年“稜鏡門”事件的刺激下,國內也掀起了“去 IOE”的熱潮,達夢、金倉、神通、南大等一批國產資料庫得到廣泛關注。而國內最早提出“去 IOE”的網際網路企業阿里巴巴也身先士卒,最終實現了資料庫領域的大“躍遷”。

2010 年,阿里基於 MySQL 著手打造開源資料庫 AliSQL,並對淘寶商品庫進行改造。三年後,淘寶核心系統中的最後一臺 Oracle 資料庫下線,這也成為“去 IOE”歷程中的一個重要節點。

2017 年 9 月,阿里雲釋出了自主研發的雲原生資料庫 PolarDB,並在次年四月正式商用。此後,阿里雲在自研資料庫的開發上不斷加速,目前可以提供包括關係型資料庫、分析型資料庫、NoSQL 資料庫及相關的服務與工具等。

在豐富度提升的同時,這些產品也經受住了高流量、高併發業務的考驗。在去年的雙十一中,阿里資料庫 OceanBase 和 PolarDB 每秒處理峰值都遠超 Oracle,支撐了高達 58。3 萬筆 / 秒的訂單建立峰值,零點突增 145 倍(與日常相比)的業務負載,成功抵禦了幾乎是全球最猛的流量洪峰。

Gartner 報告顯示,阿里雲已經位居全球雲資料庫市場份額第三位以及中國市場第一位,年增長率達到 116%,而阿里雲 94% 以上的頭部使用者都購買了雲資料庫產品。以阿里云為代表的國產資料庫終於由跟隨者逐漸發展成為競爭者,在經過四十多年的追趕後,終於扮演起行業“引領者”角色。

雲資料庫還有哪些挑戰?

亞馬遜雲計算業務亞馬遜網路服務執行長 Andy Jassy 在去年的演講中表示,儘管雲計算在十多年內席捲整個 IT 市場,但從資料來看,雲計算只佔到全球 IT 市場份額的 4%。雲計算市場尚且如此,作為其中的雲資料庫市場更有很多潛力。

Gartner 曾預測,到 2023 年,75% 的資料庫都會跑在雲平臺之上。雖然經過多年發展,雲資料庫產品已經相當成熟,但實際也還有很多問題需要解決。

根據 IT168 釋出的《雲資料庫選型及滿意度調查報告》,功能受限是中國企業使用雲資料庫服務中最突出的問題,而從系統維度看,穩定性是最突出的問題,如網路質量問題。其次,共享儲存和宿主機效能瓶頸問題也十分突出,比如共享儲存問題。最後,雲上目前還很難達到線下大廠的使用體驗,如果企業希望透過上雲來解放 DBA 的工作量,目前看還不現實。

雲資料庫爆發,國產基礎軟體的機會來了嗎?

而這些問題歸根到底還是技術問題。阿里巴巴集團副總裁、達摩院資料庫首席科學家李飛飛曾指出,雲原生資料庫最大的價值是將原來割裂的應用資源變成一個很大的池子,然後更好地發揮池化資源優勢來做到彈性高可用,但要真正做到彈性高可用卻有很多技術難點需要解決。比如儲存計算分離以後,讀寫資料如何保證一致性?用分散式共享儲存 RDMA,怎麼做到高可用?

國產雲資料庫廠商在解決可用性與一致性、高併發效能、彈性可擴充套件等問題上,還有很多難關要過,同時面對雲時代的多樣化趨勢,還要探索新一代分散式資料庫產品,資料庫還有很長的路要走。

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