VMware, Inc. Greenplum 分布式数 据库内核揭秘 Greenplum内核开发工程师 2022-03-16 李正龙 Confidential │ ©2021 VMware, Inc. Agenda 2 - Greenplum 分布式数据库简介 - Greenplum 集群化概述 - 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 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 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 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, Primary/Mirror Confidential

Greenplum中文社区 https://cn.greenplum.org 博文 资料 文档 项目 全新的问答论坛 分布式事务和 两阶段提交协议 6 ● 事务实现原理和Write Ahead Logging（WAL） ● 分布式事务和两阶段提交的原理 ● Greenplum两阶段提交协议的实现 ● Greenplum两阶段提交协议的优化 Outline 7 事务的属性：ACID 事务的属性：ACID 属性 含义 数据库系统的实现 Atomic 原子性 事务中的操作要么全部正确执行，要么完全不 执行。 Write Ahead Logging，分布式事务：两阶段提交协议 Consistency 一致性 数据库系统必须保证事务的执行使得数据库 从一个一致性状态转移到另一个一致性状态。 （满足完整性约束） 实现对A、I、D三个属性的支持 Isolation 隔离性 多个事务并发地执行，对每个事务来说，它并 事务的实现原理和Write Ahead Log（WAL） ● 分布式事务和两阶段提交的原理 ● Greenplum两阶段提交协议的实现 ● Greenplum两阶段提交协议的优化 Outline 22 分布式事务 ● 分布式事务，分布式环境下的事务， 是一个典型的嵌套式事务，一个事务 由多个工作节点的子事务组成。 ● 必须保证参与分布式事务的各个场地 （节点）的事务，要么全部提交，要么 全部rollback，不能出现部分提交的情

基于GP打造SaaS化电商服务平台 聚水潭 秃鹰 赵坚密 2019.08.10 聚水潭成立于2014年1月，创始人兼CEO骆海东拥有超过二十年传统 及电商ERP的研发和实施部署经验，公司核心管理团队来自于阿里巴 巴、亚马逊、中国平安和麦包包等知名公司。 聚水潭创建之初，以电商SaaS ERP切入市场，凭借出色的产品和服务， 快速获得市场领先地位。随着客户需求的不断变化，如今聚水潭已经 发展成为以SaaS 发展成为以SaaS ERP为核心，集多种商家服务为一体的SaaS协同平台， 为全国近20万家电商企业提供全面的信息化解决方案。 经过5年多的发展，公司员工从2014年成立之初的9人增加到现在 1200多人。聚水潭已在全国设立了40多个线下服务分支机构，服务范 围覆盖超过268个城市，为客户提供及时、周到和专业的服务。 来自阿里巴巴旗下商家服务市场的最新数据显示，聚水潭已是企业 ERP类目中使用商家

接⼊ SuperSet UDW 使⽤案例 使⽤案例 案例⼀ 利⽤ logstash+Kafka+UDW 对⽇志数据分析 案例⼆ 基于UDW实现⽹络流分析 PXF 扩展 扩展 配置 PXF 服务 创建 EXTENSION 读写 HDFS ⽬录 Greenplum数据仓库 UDW Copyright © 2012-2021 UCloud 优刻得 4/206 194 196 198 B级数据仓库服务。UDW可以通过SQL让数据分析更简 单、⾼效，为互联⽹、物联⽹、⾦融、电信等⾏业提供丰富的业务分析能⼒。⽀持MADlib扩展，客⼾可以在udw上使⽤MADlib的扩展功能，从⽽让机器学习变得简单，⽀持PostGIS，可以⽅便 的⽀持空间、地理位置应⽤。最新⽀持greeplum6.2.1版本。 云数据仓库产品架构 云数据仓库产品架构 云数据库仓库 UDW 服务的架构图如下所⽰： 3800G(SSD) 选择数据仓库类型：Greenplum 是 EMC 开源的数据仓库产品、Udpg 是基于 PostgreSQL 开发的⼤规模并⾏、完全托管的 PB 级数据仓库服务。 选择节点个数：UDW 是分布式架构、所有节点数据都是双机热备,实际可⽤总容量略⼩于节点个数*节点磁盘⼤⼩/2，请根据实际数据⼤⼩选择合适的节点。 3.设置数据仓库信息 必选项有数据仓库名称、DB管理员⽤⼾名、管理员密码。可选项有默认DB

SMP（对称多处理）架构难于扩展，并且在 CPU 计算和 IO 吞吐上不 能满足海量数据的计算需求。 分布式存储和分布式计算理论刚刚被提出来，Google 的两篇著名论文 发表后引起业界的关注，一篇是关于 GFS 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 时是千兆以太网）组建的 X86 集群在整体上提供的计算能力已大幅高 于传统 SMP 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。 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 实现的是基于文件的分布式数据存储和 计算，我们会在后面比较这两种方法的优劣性）。 话说当年 Greenplum（当时还是一个 Startup 公司，创始人家门口有 一棵青梅 ——

Greenplum介绍 唐成 － 2011.02.17 汇 报 提 纲 Greenplum VS hadoop Greenplum架构 Greenplum的高可用方案 GP分布式数据库功能介绍 理解GP的查询处理 Greenplum VS hadoop 比较项 Greenplum Hadoop+hive 软件性质 商业软件 开源 Greenplum架构: Master介绍 Master服务器是外面用户访问greenplum的入口。用户 都是连接master服务器的，对于外部用户来说，他并不 与segment host服务器发生任何关系，外部用户的网络 只需要与master服务器连通就可以了，不需要访问 segment host服务器。 所有的用户连接都是直接连接到master服务器上的。 Greenplum数据库是基于PostgreSQL数据库的，所以 PostgreSQL数据库，它包含了整个分布 式数据库中的 所有元数据，如表结构定义、索引等等。但其并不存储 实际的数据，实际的数据是存储在segment 数据库 的。 master服务器接受从用户发来的连接，并做用户验证， 接收用户发来的sql，生成分布式执行计划，再把分布 执行计划分发到segment上执行，接收segment返回的 数据，最后返回给用户。 Greenplum架构: Segment介绍

余年，10 余年来，专注在 Greenplum 和相关技术领域，主要工作职责是 售后支持，帮助我们的 Greenplum 用户解决生产需求和技术问题，我们坚持提供最专 业的建议和解决方案，提供最专业的技术支持服务，提供最专业的落地实施支持。 十多年来，参与过的项目不计其数，有 POC 测试，有开发支持，有故障支持，有 长期驻场支持，有临时的功能支持，甚至可能会作为用户看不见的后端支持，总之，我 们的 ..................................................................................... - 19 - 第二章：分布式数据库概念 ............................................................................................. ...................................................................................... - 36 - 客户端/服务端间的加密连接 ......................................................................................... -

不仅可以作为全能的分析化平台，也能满足交易型业 务场景，能够处理多种并发混合工作负载，专为满足在多结构数据环境中进行实时分析的需求而设计。 欧拉开源操作系统是一款面向数字基础设施的操作系统，支持服务器、云计算、边缘计算、嵌入式等应用场景，支持多 样性计算，致力于提供安全、稳定、易用的操作系统。 Greenplum 与欧拉开源社区强强联手，不仅是双方业务用户所期盼的，同时也是 Greenplum 白皮书 5 白皮书 | 5 欧拉开源操作系统 欧拉开源操作系统（openEuler, 简称“欧拉”）从服务器操作系统正式升级为面向数字基础设施的操作系统，支持服务 器、云计算、边缘计算、嵌入式等应用场景，支持多样性计算，致力于提供安全、稳定、易用的操作系统。通过为应用 提供确定性保障能力，支持 OT 领域应用及 OT 与 ICT 多处理器架构，未来还会扩展 PowerPC、SW64 等更多芯片架构支持，持续 完善多样化算力生态体验。 openEuler 社区面向场景化的 SIG 不断组建，推动 openEuler 应用边界从最初的服务器场景，逐步拓展到云计算、边 缘计算、嵌入式等更多场景。openEuler 正成为覆盖全场景的操作系统，将发布面向边缘计算的版本 openEuler 21.09 Edge、面向嵌入式的版本 openEuler

Confidential–Inter nal Use Only GPDB：为大数据存储、计算、挖掘而设计 Ÿ 标准 SQL 数据库：ANSI SQL 2008 标准，OLAP，JDBC/ODBC Ÿ 支持ACID、分布式事务 Ÿ 分布式数据库：线性扩展，支持上百物理节点 Ÿ 企业级数据库：全球大客户超过 1000+ 安装集群 Ÿ 百万行源代码，超过10年的全球研发投入 Ÿ 开源数据库(greenplum.org)，良性生态系统 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 高速数据加载 近实时数据加载 任意系统数据访问 存储 & 数据访问 混合存储引擎（行存&列存） 多种压缩，多级分区表 索引（B树，位图，GiST） 安全性 语言支持 主节点Segment 系统表 优化器 分布式事务 调度器 执行器 解析器执行词法分 析、语法分析并生 成 解析树 客户端 主节点接受客户连接， 处理请求，执行认证 解析器 主节点 17 Pivotal Confidential–Inter nal Use Only 优化器 本地存储 主节点Segment 系统表 分布式事务 Interconnect 调度器 执行器

Segment部署策略 ● 容器化Greenplum运维管理 ○ 故障检测及恢复 ○ 升级扩容 ● 容器化Greenplum存储管理 ○ 容器本地存储易失性 ○ 容器外部存储关联性 容器化分布式应用程序公共问题 容器网络管理 容器资源管理 容器镜像管理 容器调度 容器监控及自 定义操作 容器存储管理 容器化Greenplum ● 容器粒度 ○ Segment主机 VS. Segment实例 通过PVC申请PV存储资源 ● StatefulSet ○ Pod网络地址不变 ○ Pod与PV映射关系不变 Kubernetes 网络资源 Service ● Service ○ 定义统一网络地址 ○ 分布式应用程序路由映射 ○ 负载均衡器 Greenplum on Kubernetes Network Interconnect Standby Pod Master Pod Segment Pod Greenplum on Kubernetes ● 存储计算分离 ○ PV持久化存储资源 ○ StatefulSet/Pod弹性扩展计算资源 ● 数据库服务层 ○ Service统一Master & Standby Master地址 ● 服务发现机制 ○ 所有节点地址名不变 ● 跨云能力 ○ 容器应用对基础设施透明 Greenplum Operator Kubernetes Operator