从【数据库中间件】到【云原生】 ——Apache ShardingSphere 架构演进 Apache Dubbo/ShardingSphere PMC 秦金卫（kimmking） 2020-12-04 20:00 云 原 生 学 院 # 1 2 目录 1.数据库框架：从数据库的性能与容量到数据库框架技术的产生 2.数据库中间件：从框架技术到分布式的数据库中间件技术 3.分布式数据库：从数据库中间件技术发展到分布式数据库 生态创建数据库解决方案 1.数据库框架 1.数据库框架 摩尔定律失效 分布式崛起 1.数据库框架 随着数据量的增大，读写并发的增加，系统可用性要求的提升，单机 MySQL面临： 1、容量有限，难以扩容 2、读写压力，QPS过大，特别是分析类需求会影响到业务事务 3、可用性不足，宕机问题 1.数据库框架 1.数据库框架 计算机领域的任何问题都可以通过增加一个中间层来解决。 来解决。 数据库框架技术：在业务侧增强数据 库的能力。 直接在业务代码使用。 支持常见的数据库和JDBC。 轻量级，不需要额外的资源和机器。 1.数据库框架 1、改造对业务系统具有较大侵入性； 2、对于复杂的SQL，可能不支持； 3、对于跨库和跨分片的数据，需要额外机制保障一致性； 4、缺乏较好的数据平滑迁移和过渡方案； 5、Java Only（或其他）。 数据库框架使用的约束： 2

云原生学院 第 22 期 云原生产品与架构系列：第1讲 曾任阿里巴巴、华为架构师、深信服云原生产品规划主管 10月27日（周三）晚8点-9 点 高磊 主 办 方 ： 互 动 平 台 ： 企业从信息化到数字化的转型带来大量的应用需求 软件组件 运行环境 部署平台 …… …… 应用丰富及架构演进带来的开发和运维复杂性 本地IDC 虚拟化 超融合 公有云 …… 测试环境 生产环境 复杂的应用软件架构，在开发、测试、运维 团队之间建成了认知的“墙”，团队间配合效 率低，故障排查慢，阻碍了软件价值的流动 无法满足用户对于业务快速研发、 运行环境 部署当前 应用版本 添加 监控 配置 日志采集 测试确认 服务正常运行 实例 加入集群 恢复正常 工作量 成本 新一代架构（微服务）应用的对承载平台提出新要求 传统实践中，主要采用虚机/物理机+SpringCloud等微服务框架的方式承载微服务应用。但在一个虚机/服务器上 部署多个微服务会产生如下问题—— • 资源预分配，短时间内难以扩展 • 缺乏隔离性，服务相互抢占资源

.10 图 2 云原生四要素的基本含义..................................................................11 图 3 云原生安全框架................................................................................. 13 图 4 云原生安全能力体系 图 17 绕过 Istio JWT 认证访问结果........................................................45 图 18 云原生应用保护能力建设架构图....................................................47 图 19 制品安全能力建设............................. 明确云原生和云原生安全。 1.1.1 云原生 2015 年，Pivotal 的高级产品经理 Matt Stine 发表新书《迁移到云原生 应用架构》，探讨了云原生应用架构的 5 个主要特征：符合 12 因素应用、面 向微服务架构、自服务敏捷架构、基于 API 的协作和抗脆弱性。同一年，Google 作为发起方成立 CNCF，指出云原生应该包括容器化封装、自动化管理、面向 微服务。到了 2018

计算平台搭建实践：OpenFunction K8s 上的图数据库基于 KubeBuilder 的 Operator 实现，解谜图数据库的知识与应⽤ 上⼿ K8s 上的云原⽣图数据库、从零到⼀构建 Serverless 架构的智能问答助⼿ siwei.io/talks/2021-KCD laminar.fun/talks/2021-KCD Serverless 简介 什么是 Serverless ？ Serverless Knative: ⾮常杰出的 Serverless 平台，Knative Serving 仅仅能运⾏应⽤，不能运⾏函数，还不能称之为 FaaS 平台 Knative Eventing: ⾮常优秀的事件管理框架，但设计有些过于复杂，⽤户⽤起来有⼀定⻔槛 OpenFaaS� ⽐较流⾏的 FaaS 项⽬，但是技术栈有点⽼旧，依赖于 Prometheus 和 Alertmanager 进⾏ Autoscaling，也并⾮最专业和敏捷的做法 云原⽣ Serverless 领域的最新进展为构建新⼀代 FaaS 平台提供了可能 现有开源 Serverless 或 FaaS 平台并不能满⾜构建现代云原⽣ FaaS 平台的要求 - 开放的云原⽣框架 - 涌现的优秀项⽬ - ⽇新⽉异的业务模式 Function Lifecycle 新⼀代开源函数计算平台 - 契机 Function Framework ⽤户函数示例 ▲

Data Runtime Middleware OS Virtualization Servers Storage NetWorking PaaS 硬件与虚拟化厂商提供，如果是HCI架构， 作为总体集成方，会降低安全集成成本 可信计算环境：OS安全、TPM加密、TEE可信环境 云原生安全：镜像安全、镜像仓库安全、容器加固隔离、通信零信任 (Istio零信任、Calico零信任、 云原生PaaS平台 • 四大件在云原生场景下带来什么客户 价值？ • 四大件在云原生场景下技术架构有什 么创新？ 业务异步化|削峰填谷 高级能力-云原生数据库-应用的基石-1-价值和差别 先从一个广告词来看看云原生数据库和一般数据库的差别 项目 传统数据库 Oracle 云原生 数据一体机 存储架构 存算一体: 调整困难、只能满 足一定的吞吐量要 求 存算分离: 自动调整、拓展能 力强，满足更大吞 集成能力强，多模 态接口，兼容各类 协议 可用性、稳定性 需要强大的旁路运 维能力 简化运维、自动化 容量和故障转移 云原生数据库其特点，使得应用场 景会更加广泛 高级能力-云原生数据库-应用的基石-2-技术架构 Application Application Application Read Read Write DB Server User Space File system Data Router&Cache

的核心研发，快猫星云联合创始人，当前在创业，为客 户提供稳定性保障相关的产品 个人主页：https://ulricqin.github.io/ 大纲 • 云原生之后监控需求的变化 • 从Kubernetes架构来看要监控的组件 • Kubernetes所在宿主的监控 • Kubernetes Node组件监控 • Kubernetes控制面组件监控 • Kubernetes资源对象的监控 • Pod内的业务应用的监控 •Kubernetes的监控，缺少体系化的文档指导，关键指标是哪些？最佳实践是什么？不是随便搜索几个yaml文件能搞定的 平台侧自身复杂度变高， 监控难度加大 从 Kubernetes 架构来 看要监控的组件 Kubernetes架构 l 服务端组件，控制面：API Server、Scheduler、 Controller-Manager、ETCD l 工作负载节点，最核心就是监控Pod容器和节点本 身，也要关注 件的监控 Kubernetes控制面 apiserver的监控 • apiserver 通过 /metrics 接口暴露监控数据，直接拉取即 可 • apiserver 在 Kubernetes 架构中，是负责各种 API 调用 的总入口，重点关注的是吞吐、延迟、错误率这些黄金指 标 • apiserver 也会缓存很多数据到内存里，所以进程占用的 内存，所在机器的内存使用率都应该要关注 • 采集方式可以参考

• 不支持多场景的Resource reservation，backfill • 不支持CPU/IO topology based scheduling 领域框架支持不足 • 1:1的operator部署运维复杂 • 不同框架对作业管理、并行计算等要求不通 • 计算密集，资源波动大，需要高级调度能力 资源规划复用、异构计算支持不足 • 缺少队列概念 • 不支持集群资源的动态规划以及资源复用 大数据、AI等批量计算场景 云原生化面临的挑战 Volcano 架构 项目概况： • 业界首个云原生批量计算平台 • 2019年6月开源，2020年进入CNCF，目前是CNCF孵化级项目 • 2.9k star，500+ 全球贡献者 • 50+ 企业生产落地 关键特性： 1. 统一的作业管理 提供完善作业生命周期管理，统一支持几乎所有主流的计算框架，如 Pytorch, MPI, Horovod, Queue vc-controller vc-scheduler vsub kubectl Node NUMA GPU Node NUMA GPU … VolcanoGlobal 架构 多中心 低成本 无绑定 VG Scheduler ETCD Karmada Controllers K8s API Server Queue Controller Job Controller

漏洞 2022年3 月 30 日，国家信息安全漏洞共享平台 （CNVD）收录 Spring 框架远程命令执行漏洞 （CNVD-2022-23942）。攻击者利用该漏洞，可 在未授权的情况下远程执行命令，该漏洞被称为 “核弹级”漏洞。使用 JDK9 及以上版本皆有可能 受到影响。 Spring 框架漏洞 软件下载投毒、SDK/恶意代码污染、基础开源组件漏洞、商业许可证限制 Equifax信息泄露事件 技术是通过对二进制软件的组成部分进行识别、分析和追踪的技术。 SCA 可以生成完整的 SBOM，SBOM 作为制品成分清单，同时建立软件构成图谱，为后续分析提供基础，即分析开 发人员所使用的各种源码、模块、框架和库，以识别和清点开源软件（OSS）的组件及其构成和依赖关系，并精准识 别系统中存在的已知安全漏洞或者潜在的许可证授权问题。 IAST——API安全检测 doubo fosf://xxx.services .. Web 部署IAST agent java 部署IAST agent • API用于内部/外部应用可调用的接口，包括 http/https、定制TCP、RPC等协议。 • 微服务架构下，暴露API指数级增加 doubo java 部署IAST agent 其他外部应 用直接访问 a.html 移动APP、 外部Web、 外部服务等 http://C.com/apixxx3

Release: 27 MOSN 简介 — 生态建设 MOSN 简介 — 2021 roadmap 云原生 • 云原生网络平台建设 • 升级 Xprotocol 框架 • 支持 WASM • 区块链网络框架 • 代码热更新 • 高性能网络层扩展 • fastGRPC • 协程收敛 epoll 模型 • CGO 性能优化 • 支持 zipkin，Jaeger 等 • 支持 us，另 外 CGO 调用开销呈线 性增长；CGO 中增加 Go 自身计算逻辑时, 其 Go 的计算消耗也 呈线性增长 CGO 开销调研 MOE 解决方案及实践介绍 MOE 方案介绍 — 整体架构 proxy_golang API spec proxy_golang_request • params headers body trailers • returns C.Response{ Copy • MOSN/GoLang 和 Envoy 生态拉通 • 实现多个社区技术共享， 增强 Service Mesh、Dapr 等领域的生态 性能 较高 MOE 实践介绍 — 部署架构 MOE 实践介绍 — 相关采坑记录 MOE 实践介绍 — 相关采坑记录 GoLang 相关 • GoLang recover 失效 • GoLang 返回的字符串被截断 • export

(邹佳), VMware主任工程师/Harbor 核心维护者和架构师 Harbor-助你玩转云原生 关于我 Steven(佳) Zou(邹)，VMware中国研发中心主任工程师， Harbor开源项目架构师及核心维护者，拥有十多年软件研发及 架构经验，获得PMP资格认证及多项技术专利授权。曾在HPE、 IBM等多家企业担任资深软件工程师和架构师，专注于云计算及 云原生等相关领域的研究与创新。著有《Harbor权威指南》等 GitHub访问/访问者* 40K+/10K+ Fork 4000+ 下载* 5K+ *: 数据周期10/02-10/16 (2周) 初识Harbor [2] – 社区 初识Harbor [3] – 整体架构 截止：v2.0 初识Harbor [4] – 功能 … 项目N 制品管理 访问控制(RBAC) Tag清理策略 Tag不可变策略 P2P预热策略 缓存策略 完善的API • 遵循OpenAPI规范 • 通过Swagger生成调用代码 AUTH集成 • AD/LDAP • OIDC 漏洞扫描器 • 扫描器适配API规范 • 插件式扫描器框架 DoSec P2P引擎 • 标准化Adapter接口定义 制品类型 • 遵循OCI规范 • annotation化的数据扩展 • UI自动渲染扩展数据 路线图