Neon database概述

Neon， Serverless Postgres。 可以认为是一款云原生PostgreSQL数据库。计算存储分离架构。

架构上，可分为计算节点（PostgreSQL）和存储引擎（Neon）。存储主要包含2部分：

• PageServer: 计算节点的弹性存储后端
• Safekeepers： Safekeepers组成一个WAL服务，接收计算节点的WAL日志，在被PageServer处理前以及上传到云存储前持久化存储。

计算节点

计算节点改动很少，具体改动点可参考Postgres core changes。负责解析用户输入的SQL，生成WAL日志，返回给用户计算结果。

Pageserver

这块是Neon的实现重点之一。功能点如下：

• 存储和管理页数据
• 响应计算节点的读页请求，GetPage@LSN
• 从WAL serice接收WAL日志并解析
• 回放WAL日志

WAL Service

计算存储分离架构，计算节点生成WAL日志，存储层回放WAL日志更新数据页。中间并不是计算节点之间发送WAL日志到存储层，而是先将WAL日志发送到 WAL Service，负责持久化和多副本高可靠。Pageserver再从WAL Service中消费WAL日志。

```
+--------------+              +------------------+
|              |     WAL      |                  |
| Compute node |  ----------> |   WAL Service    |
|              |              |                  |
+--------------+              +------------------+
                                     |
                                     |
                                     | WAL
                                     |
                                     |
                                     V
                              +--------------+
                              |              |
                              | Pageservers  |
                              |              |
                              +--------------+
```

WAL service由多个safekeepers构成，每个safekeepers拥有一份WAL日志拷贝，由Paxos算法保证一致性。

```
  +-------------------------------------------+
  | WAL Service                               |
  |                                           |
  |                                           |
  |  +------------+                           |
  |  | safekeeper |                           |
  |  +------------+                           |
  |                                           |
  |  +------------+                           |
  |  | safekeeper |                           |
  |  +------------+                           |
  |                                           |
  |  +------------+                           |
  |  | safekeeper |                           |
  |  +------------+                           |
  |                                           |
  +-------------------------------------------+
```

主节点连接到WAL safekeepers，作为发送方。对此，需要在Postgres计算主节点新增一个wal proposer工作进程负责发送WAL日志，接收方是safekeeper。

Page Server连接WAL safekeeper，使用与PG主备流复制相同的协议。所以，你也可以直接连接Postgres主节点用于测试。

在生成环境部署上，一般将多个safekeeper节点部署到不同的节点上。更多可参考WAL proposer-safekeeper communication consensus protocol.

Proxy

Postgres协议代理/路由。 可接受psql的连接请求，并认证检查。更多可参考Proxy。

参考文档：
云原生存算分离数据库Neon的架构决策