使用GaussDB(DWS)冷热数据切换功能降低业务成本
场景介绍
海量大数据场景下，随着业务和数据量的不断增长，数据存储与消耗的资源也日益增长。根据业务系统中用户对不同时期数据的不同使用需求，对膨胀的数据进行“冷热”分级管理，不仅可以提高数据分析性能还能降低业务成本。针对数据使用的一些场景，可以将数据按照时间分为：热数据、冷数据。
冷热数据主要从数据访问频率、更新频率进行划分。
- Hot（热数据）：访问、更新频率较高，对访问的响应时间要求很高的数据。
- Cold（冷数据）：不允许更新或更新访问频率较低，对访问的响应时间要求不高的数据。
用户可以定义冷热管理表，将符合规则的冷数据切换至OBS上进行存储，可以按照分区自动进行冷热数据的判断和迁移。
GaussDB(DWS)列存数据写入时，数据首先进入热分区进行存储，分区数据较多后，可通过手动或自动的方式，将符合冷数据规则的数据切换至OBS上进行存储。在数据切换至OBS上后，其元数据、Desc表信息以及索引信息仍在本地进行存储，保证了读取的性能。
冷热切换的策略名称支持LMT（last modify time）和HPN（hot partition number），LMT指按分区的最后更新时间切换，HPN指保留热分区的个数切换。
- LMT：表示切换[day]时间前修改的热分区数据为冷分区，将该数据迁至OBS表空间中。其中[day]为整型，范围[0, 36500]，单位为天。
如下图中，设置day为2，即在冷热切换时，根据分区数据的最晚修改时间，保留2日内所修改的分区为热分区，其余数据为冷分区数据。假设当前时间为4月30日，4月30日对[4-26]分区进行了delete操作，4月29日对[4-27]分区进行了insert操作，故在冷热切换时，保留[4-26][4-27][4-29][4-30]四个分区为热分区。
- HPN：表示保留HPN个有数据的分区为热分区。分区顺序按照分区的Sequence ID来确定，分区的Sequence ID是根据分区边界值的大小，内置生成的序号，此序号不对外呈现。对于RANGE分区，分区的边界值越大，分区对应的Sequence ID越大；对于LIST分区，分区边界枚举值中的最大值越大，分区对应的Sequence ID越大。在冷热切换时，需要将数据迁移至OBS表空间中。其中HPN为整型，范围为[0,1600]。其中HPN为0时，表示不保留热分区，在进行冷热切换时，将所有有数据的分区都转为冷分区并存储在OBS上。
如下图中，设置HPN为3，即在冷热切换时，保留最新的3个有数据的分区为热分区数据，其余分区均切为冷分区。
约束限制
- 支持对冷热表的insert、copy、delete、update、select等表相关的DML操作。
- 支持对冷热表的权限管理等DCL操作。
- 支持对冷热表进行analyze、vacuum、merge into等操作和一些分区的操作。
- 支持从普通列存分区表升级为冷热数据表。
- 支持带有冷热数据管理表的升级、扩容、缩容和重分布。
- 8.3.0及以上版本支持冷热分区互相转换，8.3.0版本之前仅支持从热数据切换为冷数据。
- 对于同时存在冷热分区的表，查询时会变慢，因为冷数据存储在OBS上，读写速度和时延都比在本地查询要慢。
- 目前冷热表只支持列存2.0版本的分区表，外表不支持冷热分区。
- 只支持修改冷热表的冷热切换策略，不支持修改冷热表的冷数据的表空间。
- 冷热表的分区操作约束：
- 不支持对冷分区的数据进行exchange操作。
- Merge partition分区只支持热分区和热分区合并、冷分区和冷分区合并，不支持冷热分区合并。
- ADD/Merge/Split Partition等分区操作不支持指定表空间为OBS表空间。
- 不支持创建时指定和修改冷热表分区的表空间。
- 冷热切换不是只要满足条件就立刻进行冷热数据切换，依赖用户手动调用切换命令，或者通过调度器调用切换命令后才真正进行数据切换。目前自动调度时间为每日0点，可进行修改。
- 冷热数据表不支持物理细粒度备份和恢复，由于物理备份时只备份热数据，在备份恢复前后OBS上冷数据为同一份，不支持truncate和drop table等涉及删除文件操作语句的备份恢复操作。
创建集群
- 登录华为云管理控制台。
- 在“服务列表”中，选择“大数据 > 数据仓库服务”，单击右上角“创建数据仓库集群”。
- 参见表1进行参数配置。
表1 软件配置 参数名称
配置方式
区域
选择“华北-北京四”。
说明：本指导以“华北-北京四”为例进行介绍，如果您需要选择其他区域进行操作，请确保所有操作均在同一区域进行。
可用区
单AZ-可用区2
版本选择
存算一体
CPU架构
X86
节点规格
dws2.m6.4xlarge.8（16 vCPU | 128GB | 2000GB SSD）
说明：如规格售罄，可选择其他可用区或规格。
节点数量
3
集群名称
dws-demo
管理员用户
dbadmin
管理员密码
-
确认密码
-
数据库端口
8000
虚拟私有云
vpc-default
子网
subnet-default(192.168.0.0/24)
安全组
自动创建安全组
公网访问
现在购买
宽带
1Mbit/s
高级配置
默认配置
- 信息核对无误，单击“立即购买”，单击“提交”。
- 等待约6分钟，待集群创建成功后，单击集群名称前面的
，弹出集群信息，记录下“公网访问地址”，例如dws-demov.dws.huaweicloud.com。
使用gsql命令行客户端连接集群
- 使用root用户远程登录到需要安装gsql的Linux主机，然后在Linux命令窗口，执行以下命令下载gsql客户端：
1wget https://obs.cn-north-1.myhuaweicloud.com/dws/download/dws_client_8.1.x_redhat_x64.zip --no-check-certificate
- 执行以下命令解压客户端工具。
1cd <客户端存放路径> unzip dws_client_8.1.x_redhat_x64.zip
其中：
- <客户端存放路径>：请替换为实际的客户端存放路径。
- dws_client_8.1.x_redhat_x64.zip：这是“RedHat x64”对应的客户端工具包名称，请替换为实际下载的包名。
- 执行以下命令配置客户端。
1source gsql_env.sh
提示以下信息表示客户端已配置成功。
1All things done.
- 执行以下命令，使用gsql客户端连接GaussDB(DWS)集群中的数据库，其中password为用户创建集群时自定义的密码。
1gsql -d gaussdb -p 8000 -h 192.168.0.86 -U dbadmin -W password -r
显示如下信息表示gsql工具已经连接成功：
1gaussdb=>
创建冷热表
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CREATE TABLE lifecycle_table(i int, val text) WITH (ORIENTATION = COLUMN, storage_policy = 'LMT:100') PARTITION BY RANGE (i) ( PARTITION P1 VALUES LESS THAN(5), PARTITION P2 VALUES LESS THAN(10), PARTITION P3 VALUES LESS THAN(15), PARTITION P8 VALUES LESS THAN(MAXVALUE) ) ENABLE ROW MOVEMENT; |
冷热数据切换
- 自动切换：每日0点调度框架自动触发，无需关注切换情况。
可使用函数pg_obs_cold_refresh_time(table_name, time)自定义自动切换时间。例如，根据业务情况调整自动触发时间为每天早晨6点30分。
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SELECT * FROM pg_obs_cold_refresh_time('lifecycle_table', '06:30:00'); pg_obs_cold_refresh_time -------------------------- SUCCESS (1 row)
- 手动切换。
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ALTER TABLE lifecycle_table refresh storage; ALTER TABLE
使用函数pg_refresh_storage()批量切换所有冷热表：
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SELECT pg_catalog.pg_refresh_storage(); pg_refresh_storage -------------------- (1,0) (1 row)
将冷分区数据转换成热分区数据。该功能仅8.3.0及以上版本支持。
- 将冷热表的所有冷分区转换成热分区：
1SELECT pg_catalog.reload_cold_partition('lifecycle_table');
- 将冷热表的指定冷分区转换成热分区：
1SELECT pg_catalog.reload_cold_partition('lifecycle_table', 'cold_partition_name');
查看冷热表数据分布
- 查看单表数据分布情况。
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SELECT * FROM pg_catalog.pg_lifecycle_table_data_distribute('lifecycle_table'); schemaname | tablename | nodename | hotpartition | coldpartition | switchablepartition | hotdatasize | colddatasize | switchabledatasize ------------+-----------------+--------------+--------------+---------------+---------------------+-------------+--------------+-------------------- public | lifecycle_table | dn_6001_6002 | p1,p2,p3,p8 | | | 96 KB | 0 bytes | 0 bytes public | lifecycle_table | dn_6003_6004 | p1,p2,p3,p8 | | | 96 KB | 0 bytes | 0 bytes public | lifecycle_table | dn_6005_6006 | p1,p2,p3,p8 | | | 96 KB | 0 bytes | 0 bytes (3 rows)
- 查看所有冷热表数据分布情况。
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SELECT * FROM pg_catalog.pg_lifecycle_node_data_distribute(); schemaname | tablename | nodename | hotpartition | coldpartition | switchablepartition | hotdatasize | colddatasize | switchabledatasize ------------+-----------------+--------------+--------------+---------------+---------------------+-------------+--------------+-------------------- public | lifecycle_table | dn_6001_6002 | p1,p2,p3,p8 | | | 98304 | 0 | 0 public | lifecycle_table | dn_6003_6004 | p1,p2,p3,p8 | | | 98304 | 0 | 0 public | lifecycle_table | dn_6005_6006 | p1,p2,p3,p8 | | | 98304 | 0 | 0 (3 rows)
