polardb教程FG001-PolarDB云原生架构与核心特性详解

本文档风哥主要介绍PolarDB云原生架构与核心特性，包括PolarDB云原生架构概念、PolarDB核心特性、PolarDB产品系列、系统硬件要求、操作系统要求、网络要求、安装前期准备、安装具体过程、安装后配置、架构部署实战、性能优化实战、高可用配置实战等内容，风哥教程参考PolarDB官方文档内容编写，适合DBA人员在学习和测试中使用，如果要应用于生产环境则需要自行确认。更多视频教程www.fgedu.net.cn

Part01-基础概念与理论知识

1.1 PolarDB云原生架构概念

PolarDB是阿里云自主研发的云原生关系型数据库，采用存算分离架构，具有高性能、高可用、弹性扩展等特点。存算分离架构将计算节点和存储节点分离，计算节点负责处理SQL请求，存储节点负责数据存储和管理。这种架构使得PolarDB能够实现计算和存储的独立扩展，提高资源利用率，降低成本。

PolarDB云原生架构的核心特点：

存算分离：计算节点和存储节点分离，独立扩展
一写多读：主节点负责写操作，多个只读节点负责读操作
弹性扩展：计算节点可快速扩容，存储自动增长
高可用：多可用区部署，自动故障切换
高性能：并行查询、IMCI列存、X-Engine等技术

1.2 PolarDB核心特性

PolarDB的核心特性包括：

存算分离：计算和存储分离，独立扩展，提高资源利用率
一写多读：主节点负责写操作，多个只读节点负责读操作，提高并发处理能力
弹性扩展：计算节点可快速扩容，存储自动增长，无需人工干预
高可用：多可用区部署，自动故障切换，RPO=0，RTO<30秒
高性能：并行查询、IMCI列存、X-Engine等技术，提升查询性能
HTAP：支持OLTP和OLAP混合负载，满足实时分析需求
兼容性：100%兼容MySQL和PostgreSQL，降低迁移成本
安全：TDE加密、SSL、审计日志、数据脱敏等安全特性

1.3 PolarDB产品系列

PolarDB产品系列包括三个版本：

PolarDB MySQL版：100%兼容MySQL，适合通用OLTP场景
PolarDB PostgreSQL版：100%兼容PostgreSQL，高度兼容Oracle，适合Oracle迁移场景
PolarDB-X：分布式MySQL，适合海量数据、高并发场景

风哥提示：PolarDB的云原生架构是其核心优势，存算分离设计使得数据库能够更好地适应云环境，提供弹性扩展和高可用能力。学习交流加群风哥微信: itpux-com

Part02-生产环境规划与建议

2.1 系统硬件要求

PolarDB生产环境的硬件要求：

# 计算节点硬件要求
– CPU：至少8核，推荐16核以上
– 内存：至少16GB，推荐32GB以上
– 存储：系统盘至少100GB SSD

# 存储节点硬件要求
– 存储类型：SSD云盘
– 存储容量：根据实际数据量选择，支持自动扩容
– IOPS：根据业务需求选择，推荐10000 IOPS以上

# 网络要求
– 网络带宽：至少1Gbps，推荐10Gbps
– 网络延迟：尽可能低，推荐<1ms

2.2 操作系统要求

PolarDB支持的操作系统：

主要系统：Oracle Linux 9.3 / RHEL 9.3 / 8.x / 7.x
可选系统：国产麒麟操作系统 Kylin v10 SP3、欧拉操作系统

2.3 网络要求

PolarDB生产环境的网络要求：

# 网络架构
– VPC网络：建议使用专有网络VPC
– 子网：计算节点和存储节点在同一子网
– 安全组：开放必要的端口，如3306（MySQL）、5432（PostgreSQL）

# 网络参数
– 网络带宽：至少1Gbps
– 网络延迟：<1ms
– 网络稳定性：99.99%以上

生产环境建议：选择高性能的硬件和网络设备，确保PolarDB能够发挥最佳性能。同时，根据业务需求合理规划计算节点和存储节点的配置。学习交流加群风哥QQ113257174

Part03-生产环境项目实施方案

3.1 安装前期准备

3.1.1 系统环境检查

# 检查操作系统版本
$ cat /etc/redhat-release
Oracle Linux Server release 9.3

# 检查CPU核心数
$ nproc
16

# 检查内存大小
$ free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 32G 2.5G 28G 100M 1.5G 29G

# 检查磁盘空间
$ df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda1 100G 10G 90G 10% /

# 检查网络状态
$ ping -c 3 fgedu.net.cn
PING fgedu.net.cn (192.168.1.100) 56(84) bytes of data.
64 bytes from fgedu.net.cn (192.168.1.100): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.5ms
64 bytes from fgedu.net.cn (192.168.1.100): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.4ms
64 bytes from fgedu.net.cn (192.168.1.100): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.4ms

# 检查防火墙状态
$ systemctl status firewalld
● firewalld.service – firewalld – dynamic firewall daemon
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/firewalld.service; enabled; vendor preset: enabled)
Active: active (running) since Wed 2026-03-31 10:00:00 CST; 1h ago

# 关闭防火墙（生产环境建议配置防火墙规则，而非直接关闭）
$ systemctl stop firewalld
$ systemctl disable firewalld

3.1.2 系统参数配置

# 修改系统参数
$ vi /etc/sysctl.conf

# 添加以下参数
fs.file-max = 6815744
kernel.sem = 250 32000 100 128
kernel.shmmni = 4096
kernel.shmall = 1073741824
kernel.shmmax = 4398046511104
net.core.netdev_max_backlog = 16384
net.core.rmem_default = 262144
net.core.rmem_max = 4194304
net.core.wmem_default = 262144
net.core.wmem_max = 1048576
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192
net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle = 0
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.ip_local_port_range = 9000 65535

# 应用系统参数
$ sysctl -p

# 修改限制文件
$ vi /etc/security/limits.conf

# 添加以下参数
* soft nofile 65536
* hard nofile 65536
* soft nproc 65536
* hard nproc 65536

3.2 安装具体过程

使用图形化安装方式安装PolarDB：

# 下载PolarDB安装包
$ wget https://openpolardb.com/download/polardb-mysql-8.0.28.tar.gz

# 解压安装包
$ tar -zxvf polardb-mysql-8.0.28.tar.gz

# 进入安装目录
$ cd polardb-mysql-8.0.28

# 运行图形化安装程序
$ ./install.sh

# 图形界面安装步骤：
# 步骤1：欢迎界面 – 点击”下一步”
# 步骤2：许可协议 – 选择”接受”，点击”下一步”
# 步骤3：安装类型 – 选择”典型安装”，点击”下一步”
# 步骤4：安装位置 – 设置安装路径为”/polardb/app”，点击”下一步”
# 步骤5：数据存储位置 – 设置数据路径为”/polardb/fgdata”，点击”下一步”
# 步骤6：数据库参数 – 设置数据库端口为3306，点击”下一步”
# 步骤7：密码设置 – 设置root密码和fgedu用户密码，点击”下一步”
# 步骤8：准备安装 – 检查安装配置，点击”安装”
# 步骤9：安装完成 – 点击”完成”

3.3 安装后配置

3.3.1 配置归档模式

# 登录PolarDB
$ mysql -u root -p
Enter password:

# 查看当前归档模式
mysql> show variables like ‘log_bin’;
+—————+——-+
| Variable_name | Value |
+—————+——-+
| log_bin | ON |
+—————+——-+

# 配置归档保留时间
mysql> set global binlog_expire_logs_seconds = 2592000; — 30天
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

3.3.2 配置远程登录

# 登录PolarDB
$ mysql -u root -p
Enter password:

# 创建远程登录用户
mysql> create user ‘fgedu’@’%’ identified by ‘Fgedu123!’;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

# 授予权限
mysql> grant all privileges on *.* to ‘fgedu’@’%’ with grant option;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

# 刷新权限
mysql> flush privileges;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

# 测试远程连接
$ mysql -u fgedu -p -h 192.168.1.100
Enter password:
Welcome to the MySQL monitor. Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 10
Server version: 8.0.28 PolarDB MySQL

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Type ‘help;’ or ‘\h’ for help. Type ‘\c’ to clear the current input statement.

mysql> exit
Bye

3.3.3 参数优化

# 编辑配置文件
$ vi /polardb/app/my.cnf

# 添加以下参数
[mysqld]
bind-address = 0.0.0.0
port = 3306
datadir = /polardb/fgdata
socket = /polardb/fgdata/mysql.sock
pid-file = /polardb/fgdata/mysql.pid
log-error = /polardb/fgdata/error.log

# 性能参数
innodb_buffer_pool_size = 16G
innodb_log_file_size = 2G
innodb_flush_method = O_DIRECT
innodb_io_capacity = 2000
innodb_io_capacity_max = 4000
innodb_buffer_pool_instances = 16

# 连接参数
max_connections = 2000
wait_timeout = 3600
interactive_timeout = 3600

# 日志参数
log_bin = /polardb/fgdata/binlog
binlog_format = ROW
expire_logs_days = 30

# 重启PolarDB
$ systemctl restart polardb

风哥提示：安装后配置是确保PolarDB正常运行的重要步骤，包括配置归档模式、远程登录和参数优化等。建议根据实际业务需求调整参数设置。更多学习教程公众号风哥教程itpux_com

Part04-生产案例与实战讲解

4.1 架构部署实战

部署PolarDB一写多读架构：

# 部署主节点
$ ./install.sh –role=master –port=3306 –datadir=/polardb/fgdata/master

# 部署只读节点1
$ ./install.sh –role=slave –port=3307 –datadir=/polardb/fgdata/slave1 –master-host=192.168.1.100 –master-port=3306

# 部署只读节点2
$ ./install.sh –role=slave –port=3308 –datadir=/polardb/fgdata/slave2 –master-host=192.168.1.100 –master-port=3306

# 查看集群状态
$ mysql -u root -p -h 192.168.1.100 -P 3306 -e “show replica status\G”
*************************** 1. row ***************************
Replica_IO_State: Waiting for source to send event
Source_Host: 192.168.1.100
Source_Port: 3306
Source_User: repl
Source_Password: Repl123!
Source_Log_File: binlog.000001
Read_Source_Log_Pos: 123456
Relay_Log_File: relay-bin.000001
Relay_Log_Pos: 123456
Relay_Source_Log_File: binlog.000001
Replica_IO_Running: Yes
Replica_SQL_Running: Yes
Replicate_Do_DB:
Replicate_Ignore_DB:
Replicate_Do_Table:
Replicate_Ignore_Table:
Replicate_Wild_Do_Table:
Replicate_Wild_Ignore_Table:
Last_Errno: 0
Last_Error:
Skip_Counter: 0
Exec_Source_Log_Pos: 123456
Relay_Log_Space: 123456
Until_Condition: None
Until_Log_File:
Until_Log_Pos: 0
Source_SSL_Allowed: No
Source_SSL_CA_File:
Source_SSL_CA_Path:
Source_SSL_Cert:
Source_SSL_Cipher:
Source_SSL_Key:
Seconds_Behind_Source: 0
Source_SSL_Verify_Server_Cert: No
Last_IO_Errno: 0
Last_IO_Error:
Last_SQL_Errno: 0
Last_SQL_Error:
Replicate_Ignore_Server_Ids:
Source_Server_Id: 1
Source_UUID: 12345678-1234-1234-1234-1234567890ab
Source_Info_File: /polardb/fgdata/slave1/relay-log.info
SQL_Delay: 0
SQL_Remaining_Delay: NULL
Replica_SQL_Running_State: Replica has read all relay log; waiting for more updates
Source_Retry_Count: 86400
Source_Bind:
Last_IO_Error_Timestamp:
Last_SQL_Error_Timestamp:
Source_SSL_Crl:
Source_SSL_Crlpath:
Retrieved_Gtid_Set:
Executed_Gtid_Set:
Auto_Position: 1
Replicate_Rewrite_DB:
Channel_Name:
Source_TLS_Version:
Source_public_key_path:
Get_Source_public_key: 0
Network_Namespace:

4.2 性能优化实战

优化PolarDB性能：

# 启用并行查询
$ mysql -u root -p -e “set global innodb_parallel_read_threads = 8;”

# 启用IMCI列存
$ mysql -u root -p -e “alter table fgedu.tb_user add columnstore index idx_user_id(user_id);”

# 监控性能
$ mysql -u root -p -e “show global status like ‘Innodb_rows%’;”
+———————-+——-+
| Variable_name | Value |
+———————-+——-+
| Innodb_rows_read | 10000 |
| Innodb_rows_inserted | 5000 |
| Innodb_rows_updated | 2000 |
| Innodb_rows_deleted | 500 |
+———————-+——-+

4.3 高可用配置实战

配置PolarDB高可用：

# 配置自动故障切换
$ vi /polardb/app/my.cnf

# 添加以下参数
[mysqld]
server-id = 1
log_bin = /polardb/fgdata/binlog
binlog_format = ROW
gtid_mode = ON
enforce_gtid_consistency = ON

# 配置半同步复制
$ mysql -u root -p -e “set global rpl_semi_sync_master_enabled = 1;”
$ mysql -u root -p -e “set global rpl_semi_sync_slave_enabled = 1;”

# 测试故障切换
# 模拟主节点故障
$ systemctl stop polardb

# 查看从节点状态
$ mysql -u root -p -h 192.168.1.101 -P 3307 -e “show replica status\G”

# 提升从节点为主节点
$ mysql -u root -p -h 192.168.1.101 -P 3307 -e “stop replica;”
$ mysql -u root -p -h 192.168.1.101 -P 3307 -e “reset master;”

# 重新配置其他从节点
$ mysql -u root -p -h 192.168.1.102 -P 3308 -e “change master to master_host=’192.168.1.101′, master_port=3307, master_user=’repl’, master_password=’Repl123!’, master_auto_position=1;”
$ mysql -u root -p -h 192.168.1.102 -P 3308 -e “start replica;”

生产环境建议：部署PolarDB一写多读架构，配置自动故障切换和半同步复制，确保高可用性。同时，定期监控性能指标，及时优化。from polardb视频:www.itpux.com

Part05-风哥经验总结与分享

5.1 生产最佳实践

PolarDB生产最佳实践：

架构选择：根据业务需求选择合适的PolarDB版本，如MySQL版、PostgreSQL版或PolarDB-X
硬件配置：选择高性能的CPU、内存和存储，确保足够的IOPS
网络配置：使用高带宽、低延迟的网络，确保计算节点和存储节点之间的通信顺畅
参数优化：根据业务负载调整参数，如innodb_buffer_pool_size、max_connections等
监控告警：配置监控系统，监控关键指标，设置合理的告警阈值
备份恢复：定期备份数据，测试恢复流程，确保数据安全
安全配置：启用TDE加密、SSL、审计日志等安全特性，保护数据安全

5.2 常见问题与解决

PolarDB常见问题与解决方法：

连接失败：检查网络连接、防火墙配置、用户权限等
性能下降：检查慢SQL、索引使用情况、系统资源使用情况等
故障切换失败：检查复制状态、网络连接、配置文件等
存储空间不足：监控存储空间使用情况，及时扩容
备份失败：检查备份路径权限、存储空间、网络连接等

5.3 未来发展趋势

PolarDB未来发展趋势：

智能化：引入AI技术，实现数据库自治，自动优化参数和查询
云原生深化：进一步融合云原生技术，提供更弹性、更高效的数据库服务
多模支持：支持更多数据类型和处理模式，满足不同业务需求
生态完善：加强与其他云服务的集成，提供更完整的解决方案
国产化替代：助力企业实现数据库国产化替代，提升数据安全

风哥提示：PolarDB作为云原生数据库的代表，具有广阔的发展前景。建议DBA人员持续关注其最新特性和最佳实践，不断提升数据库管理水平。

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