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在云数据库系统中，设计尤为重要。云数据库的设计，要着重考虑“高可靠性、高可用性、高安全性以及良好的兼容性”这四个方面的因素。
一、高可靠性
数据库的可靠性，就是当数据库系统通知用户“数据读写成功”后，不希望出现用户访问时，还有“数据读写未成功”的情况。
已知“主数据库”和“备份数据库”之间的数据同步，是通过同步日志的内容实现的。假设用户花了5分钟对“主数据库”进行读写操作。读写成功后，“主数据库”向用户反馈了“操作完成”的消息。此时“备份数据库”开始进行同步数据工作，同样，这个过程也需要花费5分钟时间。
如果在这5分钟之内，“主数据库”由于不可预知的故障出现了错误，用户的连接将被切换到“备份数据库”上去。但是，此时“备份数据库”的同步工作尚未完成。如果此时用户对“备份数据库”发出了查询请求，就会发现一部分原以为已经成功导入的数据，并没有导入成功。
一般而言，通常采用三种同步策略，来解决以上问题：
1、 异步：在备份数据库正在同步数据时，不允许将连接切换到备份数据库中去。一个常见的例子就是，人们用POS机刷银行卡时，有时候会遇到POS机提示“网络异常”的情况，用户只需要稍等十几秒再进行连接即可。这种等待在一些情形下是允许的。
2、 全同步：在“主数据库”更新结束后，并不立即向用户反馈更新成功的消息，而是等待所有“备份数据库”同样更新成功后，再向用户反馈提示。这种方式的缺点是，数据库更新的性能会降低很多，在一些大规模数据库的行业中无法满足应用需求。
3、 半同步：半同步是一种对全同步和异步的折中方案。当“主数据库”进行读写时，将日志信息传送给“备份数据库”，“备份数据库”收到日志信息后，给“主数据库”返回一个确认信息。因此，在“主数据库”完成读写操作时，“备份数据库”已经有了更新日志和部分更新的信息。此时，仍然需要等待“备份数据库”完成读写后，才能将连接切换过去。
二、高可用性
高可用性，就是让数据库能够在尽量长的时间内，稳定提供服务，避免出现服务无法正常提供的情况。意外的硬件故障或者计划内的升级，都是对云数据库可用性的挑战。
为了提高可用性，可采用“数据库主备同步机制”。数据库正常运行时，用户对“主数据库”进行访问，当“主数据库”需要进行计划内的升级时，控制系统将高可用模块从“主数据库”切换到“备份数据库”上。
由于“主数据库”中的缓存，保存了用户经常访问的信息，突然地切换到“备份数据库”中，可能会引起缓存命中率的降低，用户感觉到数据库服务器变慢了。因此，主备数据库计划内的切换，通常在用户访问压力小的情况下进行，从而为用户提供高质量的服务。
当“主数据库”出现计划外的错误，导致访问请求失败时，连接保持技术就会迅速地将请求切换到“备份数据库”上去，从而维护了云数据库的可用性。
三、 高安全性
云数据库在给用户带来便利、高效的使用体验以外，安全性也同样重要。很多爆出的云数据库安全问题警示，云数据库还需要进一步提升安全性，才能保证用户的数据安全。
首先在云数据库的访问控制上，针对不同的用户，需要赋予不同的权限，进行合理授权。针对云数据库的管理员，也需要进行访问控制。通常情况下，管理员的主要任务是维护数据库的正常运行，而不是访问或者修改数据库中的数据。
如果黑客攻入了数据库系统，对数据库进行复制、删除或者修改，将对云数据库平台的提供者和使用者，造成难以估量的负面影响。因此，针对云数据库中的核心数据进行加密，是一种非常必要的手段。
第一种方法是，对存储数据库的磁盘进行加密，这能有效防止磁盘被破解。但由于数据库在“网络层”和“应用层”上，依然是明文传输的；并且对磁盘的加密，也会破坏整体云平台的性能。
第二种方法是，在数据库管理系统的外层加上“数据加密/解密”的代理，从而保证网络数据通信过程中数据的安全性。
第三种方法是，在数据库管理系统的内核层进行加密，数据库服务器在向数据库中插入数据前，会自动加密数据，读取的数据先进行解密再传递给查询程序。但是这种“加密/解密”的过程，也会加重服务器的负担。
最后，数据库可以利用审计技术，准确完整地记录数据库的访问与操作行为。数据库安全事件一旦发生，就能够迅速精确地找到责任人，这也是对进行正常访问的用户的一种保护。
四、 良好的兼容性
一个好的数据库平台，必须能够让用户便于进行数据库迁移，这时“兼容性”就显得至关重要。考虑到原有本地数据库的复杂性，以及数据库语言的复杂性，应该让数据库平台尽可能地兼容多种数据库版本与数据库结构，从而能够为用户提供高效便捷的服务。
