从内核和架构 看openGauss的“创新进击”

作为基础软件之一，国产的数据库一直是信息产业相对薄弱的环节。

但随着数字化的发展进入快车道，国内数据库生态迎来蓬勃发展，并不断涌现出极具创新力的产品，推动了数据库应用的遍地开花。其中，openGauss就是佼佼者。

在近日举办的openGauss Developer Day 2023大会上，openGauss开源数据库首席架构师、社区技术委员会委员黄凯耀，为大家分享了openGauss最新发布的5.0版本的多项架构创新，并对其新特性进行深度解读。会后，我们也有幸采访到黄凯耀先生，和他更加深入地聊了聊openGauss以及他对国产数据库领域的一些看法和见解。

双引擎驱动的openGauss 5.0 强在哪？

回顾过去，数据库技术迭代的背后是数据模型的变迁、分析型需求的兴起、分布式架构的演化以及开源模式的流行。我们今天能看到，数据库从最开始的层次/网状数据库，到集中式架构的、主要面向OLTP需求的关系型数据库；再到独立出MPP架构的OLAP数据仓库；然后到更适合非结构化的、海量数据的、分布式架的NoSQL数据库和大数据处理框架；再到同时结合了SQL和NoSQL的优势的NewSQL等。面向未来，随着云计算、5G、物联网等新技术逐步成熟，黄凯耀认为，多模多态、算力融合、智慧运维将成为未来数据库面临的全新挑战。

据黄凯耀介绍，为了应对这些挑战，openGauss 5.0进行了重大升级，通过内核和架构的双引擎的创新，实现数据库技术的突破。

首先，在内核创新方面，最新发布的openGauss 5.0版本与之前的版本功能特性保持兼容，除了全链路的性能的优化，还在高智能、高安全等进行了技术创新，为用户带来更好的价值：

● 在高性能方面，openGauss 5.0进行了全链路的性能优化，包括底层算子、并行、并发，一直到整个池化层，充分调动资源，充分利用资源，让性能达到最优。优化后，多个指标提升30%~40%。另一方面，openGauss 5.0做了全局共享，极大地提升了并发量，让系统又快又稳的运行。

● 在高可用方面，openGauss 5.0今年带来了两个重要的架构突破：通过共享存储，存储副本可以降低到原来的1/3，大幅提升存储空间利用率；通过共享内存，提升读取性能，做到零延迟的读。除此之外，此版本还带了了闪回的功能，让数据可以回滚到之前的时刻，保护数据的安全。

● 在高智能方面，通过DBMind 自治平台实现数据库管理，实现第三代智能优化器 ABO升级，解决传统CBO/RBO在基数估算以及计划选择方面的痛点难题，使复杂查询计划更优，性能提升30%以上。

● 在高安全方面，利用基于注意力机制的异常行为检测技术，精准捕捉攻击行为；利用基于标签的访问控制，保证机密数据管控安全，提升防护等级。

其次，在架构创新方面。openGauss 5.0坚持以用户场景驱动，持续创新架构，围绕多模多态、智能运维等用户需求和痛点，推出了DataPod + DataKit组合，打造全新的数据底座。

首先DataPod可以分为计算池化、内存池化、存储池化三层，通过软硬协同，全栈优化，最终实现全栈可观测、可跟踪、开箱性能即最佳的资源池化架构。在计算池化方面，DataPod可以进行多样化算力的优化，包括传统的X86、鲲鹏等算力，使用最合适的数据库引擎去满足不同应用的数据处理诉求；在存储池化方面，不仅支持多种存储，实现NDP算子卸载，还可以支持DPU硬件加速，支持NoF新型存储访问协议；在内存池化方面，实现计算节点间内存互联，支持RDMA高速访问，打造了一个透明的跨节点内存池。

DataKit的定位为openGauss的数据全生命周期管理平台，它以插件化架构为主体，定义插件间的标准化交互接口，通过社区协同开发，覆盖部署、开发、运维等6大场景。

值得注意的是，DataKit也是一个工具开发平台，还支持用户根据插件接口和规范实现自己的特有功能。功能插件支持动态加载到DataKit上运行，也支持从DataKit上动态卸载。插件支持调用平台和其他插件的开放接口获取相应数据和功能，以实现快速构建特色功能。

“未来，openGauss希望通过内核和架构的双引擎驱动，实现数据库技术突破，为大家带去一个更简单、更优雅、更开放、更智能的数据库的使用体验。”黄凯耀如是说。

openGauss开源三年来,如期兑现四个LTS版本

自2020年6月30日开源以来，openGauss数据库吸引了众多内核开发者的关注。如今已经开源了将近三年的时间，openGauss一直思考如何去构筑更好的国产数据库，如何在内核的架构和基础创新上面引领行业的发展。

在2020年发布的第一个openGauss基础版本中，就格外重视两大关键特性：一是高性能，在两路鲲鹏下TPCC Benchmark达成性能150万tpmc；另一个是高可用性，支持主备同步，备机并行恢复，10秒内即可升主提供服务。

在2021年发布的第二个版本中，openGauss在保持原有特性情况下新增了众多特性，特别是在高性能、高安全和智能化的打造上有了更大的突破，并提出了“四高”的内核，引领了数据库行业的发展。

到了2022年，openGauss 3.0针对应用场景进行重大升级，发布四项新的能力：包括面向边缘场景的轻量化版本；完备的集群管理组件；支持 MySQL 语法兼容和数据迁移；面向分布式应用场景，联合分布式中间件推出高性能的分布式解决方案。

最新发布的openGauss 5.0版本，不仅在内核上持续突破，还创新性地提出了DataPod + DataKit的解决方案：在计算池化、内存池化、存储池化三层上进行软硬协同，全栈优化；以插件化架构为主体，定义插件间的标准化交互接口，通过社区协同开发，覆盖部署、开发、运维等6大场景，打造数据全生命周期管理平台。

为了更好地满足行业细分场景的需求，充分发挥openGauss数据库和鲲鹏硬件软硬协同的优势，openGauss社区联合伙伴推出了“全栈可信”、“全栈安全”、“开箱即用”、“极简运维”的数据库一体机解决方案。这个数据库一体机基于openGauss 5.0的DataPod能力与开放的鲲鹏服务器硬件，性能做了专项优化，为客户提供开放、安全、自主创新、长期演进的企业级数据库解决方案新选择。

openGauss打造的DataPod+DataKit全新数据底座与持续优化的四高内核，不仅仅是在数据库技术发展延长线上的添砖加瓦，更是成为国内开源数据库技术发展的重要推动力量。

积极开源，良性生态助推openGauss “枝繁叶茂”

数据库的发展离不开开源社区的支持。开源数据库的发展孕育了大量商业机遇，基于开源项目的创新商业模式层出不穷；同时商业活动的活跃可以反过来刺激开源社区壮大。事实上，开源开放、协同创新也一直是openGauss日渐繁荣的秘诀。

截至发稿前，openGauss开源社区已有290多家企业和机构加入，近5000名开发者参与社区贡献，下载量突破190万次。开源3年以来，openGauss已上线7个版本。DBV伙伴基于社区版发布商业发行版，用户基于社区版深度定制的用户自用版，这些版本已覆盖数字基础设施丰富的场景，包括面向关系型的集中式、KV数据库，地理空间数据库，时序数据库等。

为了提升openGauss社区专业服务能力，openGauss伙伴专业保障服务于openGauss 开发者峰会2023上正式发布。会上，共有八家伙伴成为openGauss社区首批认证服务伙伴，他们是openGauss生态服务能力构建的有力保障，承诺为用户提供高质量、高可靠和稳定的专业服务。

在笔者看来，作为数字平台的核心软件之一，数据库具有非常重要的战略意义，需要长期的投入、技术积累，才能有经受得住考验的产品。openGauss社区通过持续发展、不断繁荣的社区生态，完善了我国在数字建设过程中的关键一环，加快了我国自主创新建设。未来，将持续为客户带来价值，为国内各个行业提供数据库的支撑，为我们国家数字化转型提供强有力的底座支持。

openGauss开源三年来的快速发展，离不开每一位全产业链伙伴的支持和贡献。面向未来，虽道阻且长，但行则将至，也希望openGauss社区可以充分联合社区创新力量，共研核心技术、共创应用示范、共推行业标准、共创国产数据库发展新生态。