PolarDB-for-PostgreSQL 存储架构解析：RDMA与TCP部署方案对比

背景与核心架构

PolarDB-for-PostgreSQL作为云原生数据库的代表作，其核心创新在于计算与存储分离架构。该架构通过解耦传统数据库的紧密耦合设计，实现了计算节点的无状态化和存储资源的池化，从而获得弹性扩展、快速故障恢复等云原生特性。

存储通信机制详解

在标准部署方案中，PolarDB采用RDMA（远程直接内存访问）作为计算节点与共享存储之间的高速通信协议，这种设计主要基于以下技术优势：

1. 零拷贝技术：绕过操作系统内核，直接访问远程内存
2. 超低延迟：端到端延迟可降至微秒级
3. 高吞吐量：单端口可达100Gbps以上带宽

非RDMA环境部署方案

对于不具备RDMA硬件支持的环境，PolarDB仍可通过以下方式部署：

单节点部署模式

当仅部署主计算节点时，系统可退化为本地文件系统模式：

• 完全兼容PostgreSQL生态
• 保留PolarDB的多数内核优化特性
• 适合开发测试环境或小型生产系统

多节点集群部署

构建包含主备节点的高可用集群时，需要配置共享存储系统：

1. 存储抽象层：通过分布式存储系统模拟块设备
2. 通信协议选择：
   • iSCSI over TCP/IP
   • NBD（网络块设备）
   • 分布式文件系统接口
3. 性能考量：TCP协议栈需要额外的内核上下文切换，建议配置高性能网络（如25G/100G以太网）

技术选型建议

1. 生产环境：推荐使用RDMA方案以获得最佳性能，特别是在金融交易、实时分析等场景
2. 开发测试：TCP方案完全可行，需注意：
   • 调整WAL日志相关参数（如wal_buffers）
   • 监控存储延迟指标
   • 考虑使用SSD加速存储层

架构演进方向

未来版本可能引入的优化包括：

• 用户态TCP协议栈（如DPDK）提升网络性能
• 智能协议选择器（根据硬件能力自动切换通信模式）
• 新型存储介质支持（如CXL内存池）

该设计体现了PolarDB在保持高性能的同时对部署灵活性的重视，使得用户可以根据实际基础设施条件选择最适合的部署方案。