云原生数据库架构有哪些特点？

云原生数据库在架构上实现：资源池化存算分离，并且与云基础设施深度结合和优化；以应 用为中心，统一数据入口及数据管理，应用透明无感知，多模兼容全开放。

1. 资源池化存算分离

云原生数据库的主要架构特征是“存算分离”，即采用计算资源层与存储资源层解耦的技术 架构，让所有节点都共享一份存储，从而实现增加计算节点无需调整存储资源或拷贝数据文件的 目的。在这种架构下，云原生数据库能充分发挥各种资源的弹性能力，从 1U 到数百 U 都可以充 分利用 CPU 计算能力，支持百 TB 以上的存储容量无感弹性伸缩。

2. 与云深度结合和优化

云原生 2.0 时代，云原生数据库不仅要基于云端硬件资源池化来实现数据库的计算存储弹性 伸缩和分布式部署能力，还需要能够利用云基础设施本身的特性。云原生数据库会越来越紧密地 和云基础设施结合，充分利用云基础设施内在的能力来完善数据库的功能，提供更优的性能。比 如利用云基础设施本身的跨可用区部署能力，实现数据库的跨可用区部署访问；利用云基础设施 跨地域布局的特点，实现数据库的全球就近接入和异地灾备能力；利用存储层的近存储并行处理 能力，计算层下推数据库要处理的语义到存储层，进而在存储层预处理数据库的算子，避免计算 层和存储层不必要的数据交互；利用存储层的日志回放能力，节省计算层和存储层的高速网络带宽。

3. 统一入口应用透明

以应用为中心的云原生数据库，在架构设计上应充分考虑应用使用数据库的无感知，如用水 用电一样方便地使用云原生数据库。首先是事务型数据库和分析型数据库的融合。随着现阶段数 据业务分类越来越模糊，即分析业务事务化 、事务业务分析化，云原生数据库只有支持 HTAP 混 合负载处理的能力，才能让应用在开发设计时不再需要考虑哪些逻辑放到事务型数据库里处理， 哪些逻辑放到分析型数据库里处理，从而都交由云原生数据库一个入口来统一处理，使得数据库 内部转换逻辑对应用透明无感知。

其次是在运行过程中的透明性。云原生数据库应支持在数据库系统切换与故障转移时提供无 损的应用连续性，让正在运行的应用无感知。同时，在多个只读节点的架构下，云原生数据库应 支持多个只读节点的全局一致性，应用在使用时可以访问任意一个节点查询数据，不用担心数据 的不一致性。为避免应用单点写入可靠性不足的问题，云原生数据库还应具备多主的能力，自动 均衡业务请求，高效处理写冲突，让应用使用无感知。

4. 多模兼容全开放

云原生数据库应该具备兼容多种生态接口的统一架构，利用同样的云基础设施资源，既可以 使用 MySQL、PostgreSQL 这样的 SQL 接口访问数据库，也可以使用 Redis、MongoDB 等 NoSQL 接口访问。除了支持关系型数据存储模型，也应该支持多种模型的兼容访问，比如支持 KV 模型、时序模型、文档存储模型等。

云原生数据库通过多层次解耦完成数据融合。底层 Storage Layer 通过统一的智能化分布式 存储架构，提供脱离语义的数据能力和基础分布式一致性可扩展存储能力；不同引擎的数据格式 不同、存储模式不同，需要不同的插件，中间层 Index Layer 通过插件化的方式处理不同引擎所 需要的不同数据组织和存储语义；上层的 SQL Interface Layer 则主要负责生态的兼容，每个数 据引擎的实现代表各自独特的生态，如 MySQL、openGauss 及非关系型数据库 MongoDB（文 档型）、Redis（KV 型）、InfluxDB（时序型）、Cassandra（宽列型）等生态，提供高性能、 高可靠、高安全、低成本的同时，还提供多模型一致的运维体验。

云原生时代数据库的生态一定是开放的，用户可以自由地在不同的云数据库之间迁移，用户 不会再选择封闭的生态，无论自研生态还是开源生态均完全开放。因此云原生数据库应支持用户 在不同的数据库之间迁移数据，而不应绑定用户。要么兼容开源生态，可以使用开源生态的工具进行迁移；要么开放核心引擎的源码，社区可以自研迁移工具自由切换到其他生态。开放生态的 数据库将成为世界数据库的主流。