2013 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 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 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 Segment 2D Segment 3A Segment 3B Segment 3C Segment 3D 10 Pivotal Confidential–Inter nal Use Only 多级分区存储 • 哈希Distribution：数据均 匀的分布到各个数据节点 • 范围分区： 数据节点内部， 根据多种规则分区，降低扫 描量 数据集 Segment 1A Segment 1C Segment

..................................................................................... - 21 - 数据是如何存储的 ................................................................................................. ..................................................................................... - 89 - 使用表空间存储 DB 对象 ......................................................................................... - 90 ...................................................................................... - 96 - 选择表的存储模式 ................................................................................................

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 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 调度分发执⾏计划 汇总 Segment 的执⾏结果并将结果返回给客⼾端 3. Compute Node： Compute Node 管理节点的计算和存储资源 每个 Compute Node 由多个 Segment 组成 Segment 负责业务数据的存储、⽤⼾ SQL 的执⾏ ⾼可⽤ ⾼可⽤ 产品架构 Greenplum数据仓库 UDW Copyright © 2012-2021 UCloud 2012-2021 UCloud 优刻得 10/206 2.选择计算节点机型、计算节点数量以及付费⽅式。 其中可选的机型配置有： 机型 机型 名称 名称 配置 配置 存储密集型 ds1.large 4核 24G 2000G(SATA) 存储密集型 ds1.6xlarge 24核 144G 12000G(SATA) 计算密集型 dc1.large 2核 12G 300G(SSD) 快速上⼿ Greenplum数据仓库

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 中文社区 3 Confidential │ ©2021 VMware, Inc. Greenplum 分布式数据库简介 Features 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 5 Confidential │ Segment 提供高可用支持 7 Confidential │ ©2021 VMware, Inc. Greenplum 分布式数据存储与多态存储 Hash/Randomly/Replicated Confidential │ ©2021 VMware, Inc. 8 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

云数据库市场巨大 ● 云数据库增速巨大 ● DBasS的需求 ● 跨云的需求 云数据库实现方案 云数据库需求 ● DBasS ○ 自动化运维 ○ 自动化调优 ● 弹性资源管理 ○ 存储资源 ○ 计算资源 ● 安全 ○ 用户数据 ○ 临时文件 ○ 网络传输 ○ 权限控制 ● 跨云 ○ 公有云 ○ 私有云 云数据库实现方案 ● 全新数据库 ○ Snowflake Vertica Eon Mode ● 容器化数据库+Kubernetes ○ Apache Spark ○ CockroachDB ○ Apache HAWQ 云数据库存储方案 ● 块存储 ○ 文件系统接口 ● 对象存储 ○ 成本低 ○ 扩展性强 ○ 访问延迟高 Greenplum on Kubernetes Network Interconnect Standby Host Master Primary Segment部署策略 ○ Mirror 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 容器化Greenplum ● 容器粒度 ○ Segment主机 VS. Segment实例 ● 容器资源分配 ○ CPU ○ 内存 ○ 磁盘 ● 容器间网络互联

，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 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 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 ——green PG 有非常强大 SQL 支持能力和非常丰富的统计函数和统计语法 支持，除对 ANSI SQL 完全支持外，还支持比如分析函数（SQL2003 OLAP window 函数），还可以用多种语言来写存储过程，对于 Madlib、R 的支持也很好。这一点上 MYSQL 就差的很远，很多分 析功能都不支持，而 Greenplum 作为 MPP 数据分析平台，这些功 能都是必不可少的。 2) Mysql

Phase Locking, 2PL）、乐观并发控制 （OCC） Durability 持久性 一个事务在提交之后，该事务对数据库的改变 是持久的。 Write Ahead Logging + 存储管理 Jim Gray于1981年VLDB描述了事务的原子性、一致性和持久性，在此基础上，Haerder和Reuter在1983年中提出了事务的隔离性并提出术语 “ACID”，自此，事务的ACID四个性质成为业内标准术语 索引/文件/ 记录管理器 缓冲区管理器 缓冲区 锁表 存储管理器 存储 查询计划 对索引、文件和 记录的请求 页命令 事务命令 查询、更新 用户/ 应用 DDL命令 数据库管理员 数据、元数据、索引 日志页 读、写页 元数据、 统计数据 元数据 9 存储介质的类型 ■ Volatile storage 易失性存储器 DRAM, Cache, Register ■ Non-volatile storage 非易失性存储器 Disk, SSD, NVM ■ Stable stage 稳定存储器 theoretically never cannot be guaranteed 图片来源: Power consumption estimation using in-memory database computation 10 不同存储介质的访问时间 图片来源：Systems

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’ ■ converged model = SELECT model.aggregation(…) FROM data table ENDWHILE 模型存储过程 … 广播 Segment 2 Segment n … Transition 函数 操作一小批数据并更新 模型状态 1 Merge 函数 2 Final函数 3 Segment 40个节点 3. 600+ 服务器, 13k+ 核, 81PB存储（增长 中） 4. 2.5PB 或 25PB 原始数据 按10x压缩率 1 2 3 4 Greenplum在摩根士丹利 OLTP - Online transaction processing - 联机事务处理 出色的OLTP特性 天生的优势 ● 行式存储 ● 索引 ● 直接分发 ● 完整的增删改 Greenplum

节点、⼀个 Standby Master 节点以及多个 Segment 节点所组成 Master 节点通常不存储数据，只作为数据库的⼊⼝对 Segment 进⾏管理；Standby Master 节点则为 Master 提供⾼可⽤⽀持；⽽ Segment 节点就是真正的⼯作 节点，数据存储在此处，并且⼀个 Segment 节点上通常会有多个 PostgreSQL 实例 Master-Segment Master-Slave 模型下，Master 和 Slave 拥有相同的数据，并且 Master 是存储和处理数据的唯⼀⼊⼝，Slave 仅复制 Master 的 数据。⽐如 MySQL 的主从模型、Redis 的主从模型 在 Master-Segment 模型下，⾸先 Master 节点不存储数据，其次就是数据将会以分⽚的⽅式存储在多个 Segment 节点中。这⾥可以 类⽐ Redis Cluster，只不过 在项⽬初期，我们使⽤⼀张表 T 存储数据。随着业务的增多，单表出现性能瓶颈，因⽽将 T ⽔平拆分成多个表进⾏存储，这个过程通常称为分区。紧接着，单⼀ 的数据库实例出现瓶颈，因此需要使⽤多个节点创建多个数据库实例，再按照某种规则将数据尽可能均匀地分布到各个节点上 ，这个过程通常称之为分⽚ GP 同时⽀持数据的分⽚和分区，具体的分⽚和分区规则将会 在后⾯的总结中详述 同时，GP 在存储上⽀持多态存储，也就是对于

查询优化器相比，GPORCA 大幅度地提高了查询性能。 Pivotal Greenplum 5：新一代数据平台 作为重要的新版本，Pivotal 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 PostgreSQL 新增功能。 新一代 数据平台 IT 人员 开发 人员 业务 分析师 数据 科学家 灵活 部署 数据源和数据管道 Spring Cloud Data Flow ETL 本地存储 HDFSS 云对象 存储 GemFire Spark 其他 RDBMSes 多结构数据 PIVOTAL GREENPLUM 平台 原生接口 分析应用 用户 JDBC、OBBC Teradata SQL 完全 托管云 本地 BI / 报告 自定义应用 机器学习 AI SQL 大规模 并行处理 (MPP) PB 级数据 加载 查询 优化器 (GPORCA) Workload Manager 多态存储 Command Center SQL 兼容性 (Hyper-Q) PostgreSQL 内核 JSON、Apache AVRO、Apache Parquet 和 XML 结构化数据 pivotal