张广舟（明虚） 阿里云高级专家 Greenplum上云与优化 — ApsaraDB for Greenplum介绍 2016Postgres中国用户大会 目 录 content ApsaraDB for GP的定位 ApsaraDB for GP的内核优化 未来的规划 2016Postgres中国用户大会 ApsaraDB for GP的定位 2016Postgres中国用户大会 2016Postgres中国用户大会 ApsaraDB for GP的定位 ApsaraDB for GP = 简单、高效解决大数据分析需求 MPP + 列存压缩 复杂SQL + 查询优化器 本地高效存储 +高速网络 +预置稳定资源 = = 2016Postgres中国用户大会 GP vs. RDS? Select count(*) from customer group Name Id status city 列存块 ….. 列存块 列存 ≈索引 + index only 2016Postgres中国用户大会 GP vs. Hadoop? Orca优化器 SQL Runtime 本地存储 >5-30倍的性能优势 2016Postgres中国用户大会 ApsaraDB for GP vs. AWS Redshift? “有史以来卖的最好的云服务”

1 并行不悖 – OLAP 在互联网公司的实践与思考 赵飞祥 2 Greenplum现状说明 三 Greenplum体系架构 二 数据仓库体系架构 一 Greenplum开发规范 五 Greenplum运维体系 四 Greenplum扩展规划 六 3 数据仓库体系架构 业务数据与数据使用归类 时间维度：过去 - 现在 - 未来 （数据的生命周期） • “现在”的数据 —— greenplum体系架构 greenplum的体系结构 14 greenplum体系架构 greenplum的体系结构 • greenplum的架构特点 Ø MPP ShareNothing 海量并行处理+完全无共享 Ø cpu计算能力 Ø 数据从Disk上的I/O吞吐性能 Ø master管理节点 Ø segment数据节点 • greenplum的核心功能 Ø 无共享MPP Ø 多态存储 Ø避免因为过于追求并行度，对多个任务造成相互影响 38 Greenplum现状说明 三 Greenplum体系架构 二 数据仓库体系架构 一 Greenplum开发规范 五 Greenplum运维体系 四 Greenplum扩展规划 六 39 Greenplum扩展规划 整体扩展思路 • OLAP三大模块不断完善 Ø 通过dbsync程序，实现数据传输和加载优化 Ø 对于Greenplum上的架构和设计不断优化

Instance ： GP 的计算实例，很多时候也叫 Segment Primary ： GP 的主计算实例 Mirror ： GP 的镜像计算实例 MPP ： 大规模并行处理 算子 ： 执行计划中的运算操作 背景简介 多年前，编者翻译了 GP4.2.2 的 AdminGuide，如今，GP 已经历经了无数个版 本更新和迭代，编者也有了更多的感悟，放眼 .......................................................................................... - 18 - 并行数据装载 .............................................................................................. ...................... - 181 - 理解并行执行 .......................................................................................................... - 182 - 关于 ORCA 优化器 .................................

分布式文件系统，另外一篇 是关于 MapReduce 并行计算框架的理论，分布式计算模式在互联网 行业特别是收索引擎和分词检索等方面获得了巨大成功。 Big Date2.indd 1 16-11-22 下午3:38 2 由此，业界认识到对于海量数据需要一种新的计算模式来支持，这种 模式就是可以支持 Scale-out 横向扩展的分布式并行数据计算技术。 当时，开放的X86服务器技术已经能很好的支持商用，借助高速网络（当 主机，并且成本很低，横向的扩展性还可带来系统良好 的成长性。 问 题 来 了， 在 X86 集 群 上 实 现 自 动 的 并 行 计 算， 无 论 是 后 来 的 MapReduce 计算框架还是 MPP（海量并行处理）计算框架，最终还 是需要软件来实现，Greenplum 正是在这一背景下产生的，借助于分 布式计算思想，Greenplum 实现了基于数据库的分布式数据存储和并 行计算（GoogleMapReduce ——greenplum，因此而得名）召集了十几位业界大咖（据 说来自 google、yahoo、ibm 和 TD），说干就干，花了一年多的时间 完成最初的版本设计和开发，用软件实现了在开放 X86 平台上的分布 式并行计算，不依赖于任何专有硬件，达到的性能却远远超过传统高 昂的专有系统。 Big Date2.indd 2 16-11-22 下午3:38 Greenplum 精粹文集 3 大家都知道

Confidential–Inter nal Use Only 平台概况 产品特性 客户端访问和工具 多级容错机制 无共享大规模并行处理 先进的查询优化器 多态存储系统 客户端访问 ODBC, JDBC, OLEDB, etc. 核心MPP 架构 并行数据流引擎 高速软数据交换机制 MPP Scatter/Gather 流处理 在线系统扩展 任务管理 服务 加载 & 数据联邦 Pivotal Confidential–Inter nal Use Only MPP(大规模并行处理）无共享体系架构 从主节点 … 主节点 SQL • 主节点和从主节点，主节点负责协调整个集群 • 一个数据节点可以配置多个节点实例（Segment Instances) • 节点实例并行处理查询（SQL） • 数据节点有自己的CPU、磁盘和 内存（Share nothing） • 高速Interconnect处理持续 Instance Segment Instance Segment Instance 节点N 8 Pivotal Confidential–Inter nal Use Only 数据分布: 并行化的根基 最重要的策略和目标是均匀分布数据到各个数据节点。 43 Oct 20 2005 12 64 Oct 20 2005 111 45 Oct 20 2005 42 46 Oct 20

...............................................................................6 GPORCA：Pivotal 查询优化器更新 ............................................................................................... 案，可部署在多云环境（公 有云和私有云）中，也适用不同的本地配置。其大规模并行处理 (MPP) SQL 的设计核心是一个称为 GPORCA 的新一代查 询优化器。GPORCA 专为满足在多结构数据环境中进行高级分析的需求而设计，能够处理多种并发混合工作负载的复杂查 询。与旧式 MPP 数据库中常用的传统 RDBMS 查询优化器相比，GPORCA 大幅度地提高了查询性能。 Pivotal Greenplum 科学、分析、报告和数据洞察方法方面，这些功能对大多数客户都很有帮助。Greenplum 解决方案的架构设计目的是管理 非常复杂的查询，以及为符合 ANSI 标准的 SQL 提供强有力的分析改进。通过自动对数据进行分区和并行运行查询，它让 服务器群集能够以单一数据超级计算机的方式运行，且性能比传统数据库或其他同类平台高出数十甚至数百倍。其多种分 析扩展功能支持 ANSI SQL，并通过封装扩展提供多种内置语言和附加功能。Greenplum

分布式数据存储与多态存储 - 分布式查询优化器与执行器 - Greenplum 中文社区 3 Confidential │ ©2021 VMware, Inc. Greenplum 分布式数据库简介 Features Confidential │ ©2021 VMware, Inc. 4 Greenplum 是基于 PostgreSQL 所实现的大规模并行处理(MPP)开源数据平台，具有良好的弹性 的弹性 和线性拓展能力，内置并行存储、并行通信、并行计算和并行优化功能，兼容 SQL 标准。拥有独 特的高效的 ORCA 优化器，具有强大、高效的 PB 级数据存储、处理和实时分析能力，同时支持 OLTP 型业务的混合负载。 Greenplum 分布式数据库简介 5 Confidential │ ©2021 VMware, Inc. Greenplum 集群化概述 Coordinator/Segment 数据存储分布化是分布式数据库要解决的第一个问题。 通过将海量数据分散到多个节点上，一方面大大降低了单个节点处理的数据量，另一方面也为处理 并行化奠定了基础，两者结合起来可以极大的提高系统的性能。譬如在 100 个节点的集群上，每 个节点仅保存总数据量的 1/100，100 个节点同时并行处理，性能会是单个配置更强节点的几十倍。 Greenplum 不仅仅实现了基本的分布式数据存储，还提供了更高级更灵活的特性，譬如多种分布

分析型 VS MPP - massively parallel processing - 大规模并行处理 master standby primary segment mirror segment 6 Pivotal Confidential–Internal Use Only 数据分布: 并行化的根基 最重要的策略和目标是均匀分布数据到各个数据节点。 43 Oct 20 2005 12 amount FROM orders JOIN customer USING (cust_id) WHERE date=2008; 生成并行查询计划 8 Pivotal Confidential–Internal Use Only 执行并行计划 Standby Master … Master Host Interconnect Segment Host Node1 Segment Confidential–Internal Use Only 卓越的OLAP特性 列式存储 分区、压缩 高级特性 递归查询、窗口函数 集成分析 多格式、多语言 Madlib: 机器学习 数据库内并行模型训练和预测、分类 ORCA 复杂查询优化器 成熟稳定 完备生态、支撑核心生产系统 13 Pivotal Confidential–Internal Use Only 列式存储 表‘SALES’ 表‘SALES’

欺诈检测 欺诈分析 客户流失分析 响应时间 流量分析 产品关联/捆绑 零售 存储运营分析 客户忠诚度计划 协作规划和预估 预防亏损 优化供应链 当今的数据仓库方案 基于硬件 专有，昂贵 不可扩展 针对OLTP进行了优化 主流 10 数据库行业所面临的挑战 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1995 2000 2005 2010 个方面同时达到最满意的效果： 供程序员使用的MapReduce以 及供数据库管理使用的 SQL。” Monash Research 的Curt Monash 分析师褒奖 “ Greenplum正在通过新式技术来 推动并行数据库的发展，从而满足互 联网级企业的需求。” ZDNet的Dana Gardner Magic Quadrant 2007 （”远见者象限”） 最佳集群解决方案 Global 250 开放式系统：在通用系统和开放源软件的基础上创建 前提条件 – 硬件：基于开放式标准硬件 – 软件：Postgres和Greenplum – 体系架构：海量并行处理体系，针对商务智能/数据仓库 进行了优化，解决了所有数据流瓶颈问题 Greenplum数据引擎 全球最强大的分析数据仓库 海量并行查询 • 可以比以往更快地获取 查询结果 • 在数据增长的同时确保 高性能分析 统一的分析处理功能 • 为数据仓库、市场、

......................................................................................... 10 并发控制优化 .................................................................................................. 容器化部署、运维，提供与业务容器一致的基于 K8S 的管理体验。 • 安全容器方案：iSulad+shimv2+StratoVirt 安全容器方案，相比传统 docker+qemu 方案，底噪和启动时间 优化 40%。 • 双平面部署工具 eqqo：ARM/X86 双平面混合集群 0S 高效一键式安装，百节点部署时间<15min。 3. 探索场景创新 边缘计算：发布面向边缘计算场景的版本 异性能、环境适应性强在 MPP 数据库领域独占鳌头，基于 Shared Nothing 的 MPP 高性能系统架构，Greenplum 可以将 PB 级的数据仓库负 载分解，并使用所有的系统资源并行处理单个查询。同时 Greenplum 具备数据库 ACID 特性，运行符合 ANSI 标准 的 SQL，可以让服务器群集能够以单一数据超级计算机的方式运行，且性能比传统数据库或其他同类平台高出数十甚