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数据库不适合Docker及容器化的7大原因

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导读:所有的服务都开始了容器化升级,在一切皆容器的主流思想下,无状态的服务采用容器化已经是大势所趋,常常困扰架构师的一个问题是,数据库是否需要容器化,本文作者 Mikhail Chinkov 提出了自己否定观点,由高可用架构翻译。


如果我们观察 2017 年技术行业,容器和 Docker 依然将是最热门的流行语。我们开始在每个领域的 Docker 容器中打包开发的软件。从小型初创公司到巨大的微服务平台都在使用容器技术。从 CI 平台到 Raspberry Pi 。从数据库到……

数据库?您确定要将数据库放在容器中吗?

不幸的是,这不是虚构的场景。我看到许多快速增长的项目将数据持久化到容器中。并且将计算服务和数据服务放在同一台机器上。笔者希望有经验的人不会用这个解决方案。

下面是我的观点,数据库容器化从今天来看是非常不合理的。

1.数据库不适合容器化的7大原因


1.1.1. 数据不安全

即使你要把 Docker 数据放在主机来存储 ,它依然不能保证不丢数据。 Docker volumes 的设计围绕 Union FS 镜像层提供持久存储,但它仍然缺乏保证。

使用当前的存储驱动程序,Docker 仍然存在不可靠的风险。 如果容器崩溃并数据库未正确关闭,则可能会损坏数据。

1.2.2. 运行数据库的环境需求


常看到 DBMS 容器和其他服务运行在同一主机上。 然而这些服务对硬件要求是非常不同的。

数据库(特别是关系型数据库)对 IO 的要求较高。 一般数据库引擎为了避免并发资源竞争而使用专用环境。如果将你的数据库放在容器中,那么将浪费你的项目的资源。 因为你需要为该实例配置大量额外的资源。 在公有云,当你需要 34G 内存时,你启动的实例却必须开 64G 内存。在实践中,这些资源并未完全使用。

怎么解决? 您可以分层设计,并使用固定资源来启动不同层次的多个实例。 水平伸缩总是比垂直伸缩更好。

1.3.3. 网络问题


要理解 Docker 网络,您必须对网络虚拟化有深入的了解。也必须准备应付好意外情况。你可能需要在没有支持或没有额外工具的情况下,进行 bug 修复。

我们知道:数据库需要专用的和持久的吞吐量,以实现更高的负载。我们还知道容器是虚拟机管理程序和主机虚拟机背后的一个隔离层。然而网络对于数据库复制是至关重要的,其中需要主从数据库间 24/7 的稳定连接。未解决的 Docker 网络问题在1.9版本依然没有得到解决。

把这些问题放在一起,容器化使数据库容器很难管理。我知道你是一个顶级的工程师,什么问题都可以得到解决。但是,你需要花多少时间解决 Docker 网络问题?将数据库放在专用环境不会更好吗?节省时间来专注于真正重要的业务目标。

1.4.4. 状态


在 Docker 中打包无状态服务是很酷的,可以实现编排容器并解决单点故障问题。 但是数据库呢? 将数据库放在同一个环境中,它将会是有状态的,并使系统故障的范围更大。下次您的应用程序实例或应用程序崩溃,可能会影响数据库。

1.5.5. 数据库不适合使用主要的 Docker 功能


考虑容器中的数据库,我们来思考它的价值。 我们先看看 Docker 官方对其的定义:

Docker 是为开发人员和系统管理员构建,分发和运行分布式应用程序的开放平台。 Docker 包括 Docker Engine(便携式,轻量级运行时和打包工具)以及 Docker Hub(用于共享应用程序和自动化工作流的云服务),Docker 使应用程序能够以组件快速组装,并消除开发,QA 和生产环境之间的不同。 因此,IT 可以更快地分发程序,并在笔记本电脑,数据中心虚拟机和任何云上运行相同的应用程序。

根据该答案,我们可以很容易定义 Docke r的主要特性:

  • 易于构建新环境

  • 易于重新部署(持续集成)

  • 容易水平伸缩(从实践得出)

  • 易于维护环境一致

让我们开始思考这些功能如何适应数据库世界。

容易设置数据库? 让我们看看,容器化或者在本地运行数据库,在运行上是否有巨大的差异。

docker run -d mongod:3.4

对比:

sudo apt-key adv --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv 0C49F3730359A14518585931BC711F9BA15703C6
echo "deb [ arch=amd64,arm64 ] http://repo.mongodb.org/apt/ubuntu xenial/mongodb-org/3.4 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-3.4.list
sudo apt-get update && sudo apt-get install -y mongodb-org

易于构建新环境?如果我们谈论是 MongoDB集群 – 可能容器化效率更高。但是配置管理系统呢?它们旨在通过运行一个命令来解决配置问题。使用 Ansible 你可以轻松设置几十个 Mongo 实例。正如你所看到的,没有显著的价值增长。

容易重新部署?您重新部署数据库升级到下一个版本的频率是多少呢?数据库升级不是可用性问题,而是工程问题(即在群集中的可用性)。想想你的应用程序将如何使用新的数据库引擎版本。引擎更换时可能导致的问题。

容易水平伸缩?是否要在多个实例之间共享数据目录?你不害怕直接数据并发问题和可能的数据损坏吗?使用专用数据环境部署多个实例不会更安全吗?最后搞一个主从复制?

易于维护环境一致?数据库实例环境的变化频率如何?每天升级操作系统吗?还是数据库版本或依赖软件变化频繁?或者是不容易与工程团队达成共识?

最后看来,没有一个特性足以让我考虑数据库容器化。

1.6.6. 额外的隔离对数据库是不利的

其实我在第二点和第三点原因中提到了这一点。 但我把这个列为单独的原因,因为我想再次强调这一事实。 我们拥有的隔离级别越多,我们获得的资源开销就越多。 相比专用环境而言,容易水平伸缩可以使我们得到更多的好处。 然而在 Docker 中水平伸缩只能用于无状态计算服务,而不是数据库。

我们没有看到任何针对数据库的隔离功能,那为什么我们应该把它放在容器中?

1.7.7. 云平台的不适用性


大部分人通过共有云开始项目。 云简化了虚拟机操作和替换的复杂性,因此不需要在夜间或周末没有人工作时间来测试新的硬件环境。当我们可以迅速启动一个实例的时候,为什么我们需要担心这个实例运行的环境?

这就是为什么我们向云提供商支付很多费用的原因。 当我们为实例放置数据库容器时,上面说的这些便利性就不存在了。因为数据不匹配,新实例不会与现有的实例兼容,如果要限制实例使用单机服务,应该让 DB 使用非容器化环境,我们仅仅需要为计算服务层保留弹性扩展的能力。

2.这 7 点适用于所有数据库吗?


也许不是全部,但是应该是一切需要持久化数据的数据库,以及所有具有特殊硬件环境要求的数据库。

如果我们使用 Redis 作为缓存或用户会话存储- 使用容器就不应该有任何问题。因为不需要保证该数据落地,那么数据没有丢失的风险。但是如果我们考虑使用 Redis 作为一个持久的数据存储,那么你最好把数据放在容器外面,即使您不断刷新 RDB 快照,在快速变化的计算集群中找到这个快照也会很复杂。

我们还可以谈谈容器内的 Elasticsearch。我们可以存储在 ES 中的索引,并且可以从持久性数据源重建它们。但是看看要求!默认情况下,Elasticsearch 需要 2 到 3GB 的内存。由于 Java 的 GC,内存使用并不一致。您确定Elasticsearch 适合用于资源限制的容器吗?让不同的 Elasticsearch 实例使用不同的硬件配置不是更好吗?

不要担心本地开发环境的数据库容器化。将数据库放在本地环境的容器中,你将节省大量的时间和精力。你将能够复制生产环境操作系统。原生Postgres for OS X或Windows不是100%兼容Linux版本。在主机操作系统上设置容器而不是软件包,你会克服这种问题。

3.结论


Docker 的炒作应该有一天会冷下来。 这并不意味着人们将停止使用容器虚拟化技术,而是说我们在将容器化设计时,需要将其带来的价值放在首要考量因素。

几天前我看到了一个关于在零乱的 Ruby 世界中框架如何生存的演讲。 从这个演讲中我得到的启发是技术炒作周期,借用这个炒作周期的说法,我们看到 Docker 目前在第二阶段(充满期望的高峰)太长时间(高可用架构小编:参看资源1),当我们在最后一个阶段看到 Docker 时,情况将会正常化。 我认为我们需要对这种过程负责,并应该加快这一进程。

参考资源


  1. https://www.youtube.com/watch?v=9zc4DSTRGeM#7m40s

  2. 英文原文:https://myopsblog.wordpress.com/2017/02/06/why-databases-is-not-for-containers/


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本文最初出现在(http://myopsblog.wordpress.com/),由高可用架构翻译,转载请注明出处,技术原创及架构实践文章,欢迎通过公众号菜单「联系我们」进行投稿。

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(13)个小伙伴在吐槽
  1. 你不怕大京东写一个。我们是如何用Docker来管理数据库的啊
    彰玉2017-02-14 02:53 回复
  2. 一直觉得,目前的数据库中,只有Cassandra适合容器化。
    木渎2017-02-14 03:44 回复
  3. 应该限定生产环境和关系型数据库,不值钱的数据放哪里都一样。
    TAIRAN2017-02-14 03:53 回复
  4. 本来就是一把小刀,非得吹牛逼说是杀猪刀。docker虚拟化是未来的技术,等到硬件环境成熟,估计docker也消失了
    大草原2017-02-14 04:25 回复
  5. 说实话,容器技术已经从火热的技术布道阶段到冷静的验证落地阶段,甚至有很多企业已经成功落地。还在谈论什么适合什么不适合真的没多大意义,能动手的时候尽量不要动嘴。
    MyOwnSoul2017-02-14 05:36 回复
  6. docker volume 和union fs有半毛钱关系吗?论据感觉都站不住脚
    leejan2017-02-14 05:44 回复
  7. Docker volumes 的设计围绕 Union FS 这条论据好像有问题。
    相忘2017-02-14 23:38 回复
  8. 更适合是数据库不适宜跑在容器云里面。数据库能用到的docker能力是比较弱
    ARunningPig2017-02-15 02:45 回复
  9. 小编应该吧原文的评论一起引过来,毕竟作者只是个人观点,我觉得不要片面的好,原文中的评论基本上都反对作者的观点,请不要误导大家,现在命题还在论证阶段并无定论。
    晓卓2017-02-23 04:18 回复
  10. 按照这个思路,数据库不只是docker不适合,其实是不适合放在云环境吧
    dedup2017-02-23 06:33 回复
  11. 同意
    君越2017-02-28 00:40 回复
  12. 作者好几年没跟市场,落伍了
    Nevia2017-03-01 12:43 回复
  13. 容器都是隔离的,应用程序的崩溃能影响数据库容器?
    黄凯彬2017-03-02 01:03 回复