白皮书 开源 Greenplum 新篇章： 兼容欧拉开源操作系统的数据平台 支持国产生态的高级分析数据平台 作者：Greenplum 中文社区、 欧拉开源社区 完全兼容欧拉开源操作系统的 HTAP 数据平台 Greenplum 白皮书 ........................................................................................ 4 欧拉开源操作系统 .................................................................................................. ........................................................................................ 6 欧拉开源操作系统平台架构 ..............................................................................................

序言 术语约定 GP ： Greenplum 数据库 Master ： GP 的控制节点/实例 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 .......................................................................................... - 95 - 系统模式 ................................................................................................ ..................................................................................... - 269 - 安装操作系统 ..................................................................................................

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 5 Pivotal Confidential–Inter nal Use Only 5 © Copyright 2013 Pivotal. All rights reserved. Greenplum 多级容错机制 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） Ÿ 支持高效更新和删除 Ÿ AO 主要为插入而优化 表‘SALES’ 11月 列存储 行存储 7月 一年前 二年前 外部表 Ÿ 历史数据和不常访问的数 据存储在 HDFS 或者其他 外部系统中 Ÿ 无缝查询所有数据 Ÿ Text, CSV, Binary, Avro, Parquet 格式 6月 5月 10月 9月 8月 用户自定义数据存储格式 14 Pivotal Confidential–Inter

Pivotal 最近推出全球第一个开源、支持多云的高级分析数据平台——Pivotal Greenplum 5。本白皮书着眼介绍 Greenplum 5 的核心特征，及多年来围绕该平台发展出的生态系统。 摘要 Pivotal Greenplum 不受限于基础架构，这意味着它是一种可完全移植的分析数据库软件解决方案，可部署在多云环境（公 有云和私有云）中，也适用不同的本地配置。其大规模并行处理 Pivotal Network 分发的打包版本将具有相同的内核（只有个别微小差 别）。这是两年来致力于与 PostgreSQL 8.3.23 集成的成果，目的在于扩展和融入以 Greenplum 为中心的生态系统和社 区。为了更好地贴合 PostgreSQL 社区的模式，他们对代码库进行了重构，这样一来，便可以更轻松地从最新版本（未来 的 PostgreSQL 9.X 和 10）中纳入 PostgreSQL Pivotal Greenplum 或是开源的 Greenplum Database 中，这种不受限于基础架构的方法的大部分优势都 具有同样强大的作用。在 Greenplum Database 上部署分析系统时，用户还可获得一些额外的优势： • Greenplum Database 可消除平台 / 供应商制约。用户可通过不同供应商获得针对 Greenplum 的服务和支持。 • Greenplum

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’ ■ 更适合压缩 ■ 查询部分列时速度快 ■ 不同列可以使用不同压缩方式 Elimination 03 动态分区裁剪 公共表达式的下推 高效处理相关子查询 超过8年的投资，多位博士的长期贡献 基于Cascades / Volcano框架, Goetz Graefe 优化分布式大数据系统中特别复杂的查询 18 Madlib: 迭代并行模型训练 Master model = init(…) WHILE model not converged model = SELECT 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 6 增强 ● 并发修改、删除 ● 系统性的优化事务和锁 26 Pivotal Confidential–Internal Use Only 行式存储 表‘SALES’ 表‘SALES’ ■ 更适合OLTP负载 ■ 高效更改和删除

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 GFS 分布式文件系统，另外一篇 是关于 MapReduce 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。 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 google、yahoo、ibm 和 TD），说干就干，花了一年多的时间 完成最初的版本设计和开发，用软件实现了在开放 X86 平台上的分布 式并行计算，不依赖于任何专有硬件，达到的性能却远远超过传统高 昂的专有系统。 Big Date2.indd 2 16-11-22 下午3:38 Greenplum 精粹文集 3 大家都知道 Greenplum 的数据库引擎层是基于著名的开源数据库 Post

Greenplum 目前官方支持 Redhat/Centos/SuSE/Ubuntu 等Linux系统。大量开发人员包括我自己 使用Mac系统，但是不在官方支持列表中。 1.1 在 Mac 系统上编译 首先需要关闭苹果操作系统的 SIP 特性，否则无法初始化集群。 1. 重启操作系统 2. 重启过程中按下 command+R 进入恢复模式 3. 从 Utilities 菜单选择 菜单选择 Terminal 4. 执行 csrutil disable 5. 重启操作系统 // 安装Greenplum管理脚本依赖的 Python 包 $ wget https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py $ sudo python get-pip.py $ sudo pip install psutil lockfile paramiko setuptools --disable-gpcloud \ --disable-gpfdist --prefix=$HOME/gpdb.master $ make [-j4] $ make install 在苹果系统上初始化Greenplum单节点集群时，需要做些准备工作： ● 添加​export PGHOST=localhost​至​~/.bash_profile ● 将本机的​hostname​与​127

10.10.56.17/32 md5 host 参数表示安装PostgreSQL的主机 all 第一个all 表示该主机上的所有数据库实例 all 第二个all 表示所有用户 10.10.56.17/32 表示需要连接到主机的IP地址，32表示IPV4 md5 表示验证方式 2018年PostgreSQL中国技术大会 连接方式（type） 多个用户以逗号分隔。 允许的客户端（ADDRESS） 格式为ip-address/mask 采用local连接方式不必填写，该项可以是IPv4地址或IPv6地址，可以定义某 台主机或某个网段。 认证方法（METHOD） METHOD指定如何处理客户端的认证。常用的有ident，md5，password， trust，reject。 ident i ident 认证失败”的错误，明明数据库用户已经createuser。 原因就在于此，使用了ident认证方式，却没有同名的操作系统用户或没 有相应的映射用户。 md5 密码是以md5形式传送给数据库，较安全，且不需建立同名的操作系统用 户。 password password是以明文密码传送给数据库，建议不要在生产环境中使用。 trust

目（我们是真开源，欢迎大家贡献） Confidential │ ©2022 VMware, Inc. 6 Greenplum的MPP架构 Ø Massively: q PB级的数据，单台主机无法处理 q 所以数据分布在多个主机上 q 高效、灵活的数据分布，和实际业务相关 Ø Parallel: q 数据并行处理计算 q 通过网络进行数据交换和汇总 Confidential │ ©2022 VMware replication) Ø 自动灾难恢复 (FTS，主备切换) Confidential │ ©2022 VMware, Inc. 9 分布式优化器：OLAP Ø OLTP系统的SQL语句相对简单（CURD） Ø OLAP系统的SQL语句就复杂得多（OLTP则尽量避免） q Join 很复杂(多表, outer join, lateral…) q 子查询、子链接 q 聚集 (grouping enplum-venky-raghavan/ Confidential │ ©2022 VMware, Inc. 11 Greenplum的一些概念 Ø MPP、分布式系统最重要的点是什么？ Ø 一个整体的分布式系统，和中间件的区别在哪？ Ø Motion q 跨节点的数据交换 q Gather汇集 (n:1), Broadcast广播 (n:n), Redistribute重分布 (n:n)

• 缺少对硬件和系统的控制 潜在风险（一） GPDB的数据安全 System Admin • 管理集群 • 数据备份恢复 需要登录到系统进行运维 • 可以访问数据库二进制文件 • 可以访问数据库数据文件 • 可以访问预写日志文件 潜在风险（二） GPDB的数据安全 System Admin • 管理集群 • 数据备份恢复 运维模式 • 原厂服务，主机厂或者第三方运维 GPDB的数据安全 数据需要加密 • 机密数据 • 知识产权保护 • 审计要求 用户数据存在直接暴露的风险 • 非部门员工运维（原厂，主机厂或者合作伙伴） • 事后审计难度很大 • 服务器数据被盗（托管或云部署） 用户的问题 现有解决方案 基于操作的系统的硬盘加密 • 只能防范服务器硬盘被盗 • 对运维安全无能为力 基于pgcypto的加密 • 可以满足数据安全要求 • 非原生方案 (Encrypted) Major key (Decrypted) Cached Data (Encrypted) Object key (Encrypted) Data (Encrypted) 系统域认证+二进制文件证书认证 工作流程 GPDB透明加密解析 KMS Master key Disk Memory Major key (Encrypted) Disk Memory/Client