Confidential–Inter nal Use Only 1 © Copyright 2013 Pivotal. All rights reserved. Greenplum 数据库架构分析及5.x 新功能分享 杨瑜 Pivotal中国研发中心 2 Pivotal Confidential–Inter nal Use Only 日程 Ÿ Greenplum 数据库（GPDB）简介 Ÿ Greenplum Pivotal. All rights reserved. Greenplum 简介 4 Pivotal 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

概览 概览 产品架构 快速上⼿ 操作指南 访问UDW数据仓库 数据导⼊ 开发指南 udw优化指南 表膨胀 UDW中Json类型 接⼊第三⽅ BI ⼯具 UDW 使⽤案例 Pxf 扩展功能 迁移数据 使⽤ pg_dump 使⽤ pxf 外部表 FAQs 数据仓库价格 概览 Greenplum数据仓库 UDW Copyright © 2012-2021 UCloud 优刻得 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： UDW 采⽤⽆共享的 MPP 架构，适⽤于海量数据的存储和计算。UDW 的架构如上图所⽰，主要有 Client、Master Client、Master Node 和 Compute Node 组成。基本组成部分的功能如下： 产品架构 Greenplum数据仓库 UDW Copyright © 2012-2021 UCloud 优刻得 7/206 1. Client：访问 UDW 的客⼾端 ⽀持通过 JDBC、ODBC、PHP、Python、命令⾏ Sql 等⽅式访问 UDW 2. Master Node：访问 UDW 数据仓库的⼊⼝

年的由慢到快的发展，累积了大量信息和数 据，数据在爆发式增长，这些海量数据急需新的计算方式，需要一场 计算方式的革命。 传统的主机计算模式在海量数据面前，除了造价昂贵外，在技术上也 难于满足数据计算性能指标，传统主机的 Scale-up 模式遇到了瓶颈， 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 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 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。 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

.............................................................................. 5 openEuler 面向多样性算计算的创新 ............................................................................................... 近日，Greenplum 社区和欧拉开源社区深化合作，在欧拉开源操作系统（openEuler, 简称“欧拉”）编译测试了高级分 析数据平台 Greenplum，用实践证明了 Greenplum 与支持多样性计算的欧拉开源操作系统完全兼容，是 Greenplum 与中国本地 IT 厂商的深入合作的典型模板，大大丰富了中国本地国产化应用生态。本白皮书着眼介绍了欧拉开源操作系 统平台架构、创新性及核心特点， 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 社区与对中国本地开源社

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 们的目标是，努力解决用户的一切不违背自然规律的诉求，我们跟随着 Greenplum 的 成长，见证了 Greenplum 从闭源到开源的成长历程，一路给 Standby ： GP 的备用控制节点/实例 Host(主机) ： GP 的一台独立的机器设备 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 .......................................................................................... - 12 - 计算实例：Instance .......................................................................................

............................................................................................. 8 其他功能特性 ................................................................................................ Greenplum 5 带来了多项产品改进和新增功能，在管理数据和对数据库中存储的信息应用数据 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 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 能够管理各种规模的数据卷，数 据量从数 GB 到数 PB 不等。 pivotal.io/cn 白皮书 4 © Copyright 2017 Pivotal Software, Inc.保留所有权利。 PIVOTAL GREENPLUM 5：新一代数据平台 图

过去的数据 —— OLAP Ø非实时（T+1，或小时级），离线系统，分析决策 Ø事务大，频率相对小，并发低 • 未来的数据 —— 趋势分析 Ø非实时，离线+在线流系统，趋势分析 Ø算法分析，持续计算 5 数据仓库体系架构 OLAP场景举例 • 业务相关场景 Ø用户状态 （注册数，活跃数，并发量，峰值） Ø金币状态 Ø道具/物品状态 Ø对账状态 Ø活动反馈 • 架构相关场景 Ø不同数据量，不同事务特点，不同查询需求 Ø历史数据归档与冷热分离 Ø实时与延时需求的权衡 6 数据仓库体系架构 数据流转过程 • 1 业务数据的产生 —— OLTP • 2 业务数据的中转 —— ETL服务器 • 3 数据的存储和计算 —— OLAP集群 • 4 结果数据的展现 —— 数据集市 • 5 访问接口的封装 —— API接口服务器 • 6 最终数据的显示 —— 前端界面 • 7 结果数据的交互 —— OLTP，趋势分析 数据库归档，只能load，不支持DML – 对特定OLAP类查询有很好的支持作用 • 通用性数据仓库 —— Greenplum – 独立的数据库仓库解决方案 – 可以很好支持各种方式的数据加载和DML操作 – 具备海量的数据存储和计算性能 9 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

“黑盒子” • “大铁箱” • 大磁盘 过去Google™ 曾经用来实现信息搜索功能的技术， 现在被Greenplum用于数据仓库 现在的解决方案 12 Greenplum愿景：企业数据集合 13 • 在企业内创建统一的数据运算平台 • 企业所有者可以直接控制其数据实例 • 通过实体整合提供企业级数据访问功能 • 灵活的扩展和配置降低了投资的平均风险 源文件 源数据 源数据 源文件 企业数据集合：主要的优势 • 实体整合 • 提高服务器使用率 • 降低总硬件成本 • 降低能量成本 • 可以预估的服务等级 • 确保关键任务的可靠性 • 最出色的性能 • 高度灵活性 • 逐步扩展计算能力 • 动态措施 • 数据访问： • 在一个系统中协调所有企业数据的位置 • 可以通过任何语言（SQL、M/R等）进行分析 14 强大并且不断扩展的合作伙伴网络 硬件供应商 商务智能工具 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、 ELT、文本挖掘、统计 运算提供统一的平台 • 可以使用SQL、 MapReduce、R等在 所有层次上对任何数 据进行并行分析 19 通过经济的方案扩展 到千万亿字节规模

thegiac.com 金融 保险 医疗 汽车 制造 科研 政府机构 互联网 娱乐和媒体 零售 MADlib ⽤用户和场景 2017.thegiac.com 功能 Data Types and TransformaJons Array and Matrix Operations Matrix FactorizaDon • Low Rank • HAWQ) 底层抽象层 (数组操作、类型转换、数值计算库等) 数据库内建函 数 ⽤用户接⼝口 ⾼高层抽象层 (迭代控制器器) 内循环函数 (实现机器器学习逻辑) Python SQL C++ MADlib 架构 2017.thegiac.com • 是一种由搜索引擎根据网页之间相互的超链接计算的技术，而作为网页排名的要素之一，以Google 创办人 h_ps://en.wikipedia.org/wiki/PageRank 示例例 - PageRank 2017.thegiac.com 计算 数据 示例例 - PageRank 2017.thegiac.com 计算结果 示例例 - PageRank 2017.thegiac.com Greenplum 集群规模: ● 1 主 ● 4 数据节点

©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 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 (Replicated Distribution) 数据分布策略 Confidential │ ©2021 VMware, Inc. 10 哈希分布是分布式数据库最为常用的数据分布方式。根据用户自定义的分布键计算哈希值，然后将 哈希结果映射到某个 Segment 上。在 Greenplum 6 中，默认采用一致性哈希(Jump Consistent Hash)分布策略。 哈希分布 当增加一个新的节点时， 3) Hash Key: brand -> Seq Scan on sales 一阶段聚集 l 我们需要对所有数据进行重分布，网络开销昂贵 l 若分组数量远小于集群节点数量，则会造成严重的计算倾斜 Confidential │ ©2021 VMware, Inc. 23 Multi-Stage Aggregate postgres=# explain (costs off) select