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openGauss是关系型数据库,采用客户端/服务器，单进程多线程架构，支持单机和一主多备部署方式，备机可读，支持双机高可用和读扩展。

产品特点

openGauss相比其他开源数据库主要有复合应用场景、高性能和高可用等产品特点。

  • 复合应用场景
    • 行存储，支持业务数据频繁更新场景。
    • 列存储，支持业务数据追加和分析场景。
    • 内存表，支持高吞吐，低时延，极高性能场景。
  • 高性能
    • 通过多核数据结构，增量检查点，大内存缓冲区管理实现百万级tpmC。
    • 服务端连接池，支持万级并发。
  • 高可用
    • 支持主备同步，异步多种部署模式。
    • 数据页CRC校验，损坏数据页通过备机自动修复。
    • 备机并行恢复，10秒内可升主提供服务。
  • AI能力
    • 具备AI4DB能力，包括参数智能调优与诊断、慢SQL发现、索引推荐、时序预测、异常检测等。
    • 具备DB4AI能力，兼容MADlib生态，支持70+算法，性能比原生MADlib有数倍提升，支持XGBoost、GBDT等高级算法。

软件架构

openGauss主要包含了openGauss服务器，客户端驱动，OM等模块，本章将介绍这些模块之间的相互关系。

openGauss软件的架构如图1所示。在openGauss的文档中，将openGauss服务器称为实例。

图 1 软件架构

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图中各模块的含义详见表1。

表 1 模块说明

名称

描述

说明

OM

运维管理模块（Operation Manager）。提供openGauss日常运维、配置管理的管理接口、工具。

不同于服务器和客户端驱动模块，OM为用户提供了相关工具对openGauss实例进行管理。

客户端驱动

客户端驱动（Client Driver）。负责接收来自应用的访问请求，并向应用返回执行结果；负责与openGauss实例的通信，下发SQL在openGauss实例上执行，并接收命令执行结果。

负责接收来自应用的访问请求，并向应用返回执行结果。客户端驱动负责建立到openGauss实例的链接，把应用的SQL命令传输给openGauss实例，接收openGauss实例命令执行结果。

客户端驱动和应用运行在同一个进程内，部署在同一个物理节点。

openGauss主（备）

openGauss主（备）。负责存储业务数据（支持行存、列存、内存表存储）、执行数据查询任务以及向客户端驱动返回执行结果。

负责存储业务数据、执行数据查询任务以及向客户端驱动返回执行结果。

openGauss实例包含主、备两种类型。支持一主多备。建议将主、备openGauss分散部署在不同的物理节点中。

Storage

服务器的本地存储资源，持久化存储数据。

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典型组网

为了保证整个应用数据的安全性，建议将openGauss的典型组网划分为两个独立网络：前端业务网络和数据管理存储网络。

图 2 典型组网
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网络划分说明如表2所示。

表 2 网络划分

类型

描述

数据库管理存储网络

DBA通过此网络调用OM脚本管理和维护openGauss实例。同时，用于openGauss主备通信组网。数据库管理存储网络也是应用执行系统监控的网络。

前端业务网络

外部客户端通过此网络访问openGauss数据库。

该典型组网有如下优点：

  • 业务网络与数据库管理存储网络的隔离，有效保护了后端存储数据的安全。
  • 业务网络和数据库管理存储网络的隔离，可以防止攻击者通过互联网试图对数据库服务器进行管理操作，增加了系统安全性。

网络独占性及1:1的带宽收敛比是openGauss数据库网络性能的基本要求。因此，在生产系统中，对图2中的后端存储网络，需满足独占性及至少1:1收敛比的要求。例如，图3中，其本质是Fattree组网方式。为实现收敛比1：1，交换网络层级每提高一层，带宽增加一倍。图中每根加粗连接线代表80GE带宽，即8台物理机带宽上限之和。接入层每单台交换机下行带宽160GE，上行带宽160GE，收敛比1:1；汇聚层每单台交换机接入带宽320GE。

对于测试系统，上述要求可以适当降低。

图 3 数据库管理存储网络组网示例
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