分布式文件存儲(chǔ),NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù),NewSQL數(shù)據(jù)庫(kù)。

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分布式文件存儲(chǔ)是一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使用企業(yè)中的每臺(tái)機(jī)器上的磁盤(pán)空間,并將這些分散的存儲(chǔ)資源構(gòu)成一個(gè)虛擬的存儲(chǔ)設(shè)備,數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在企業(yè)的各個(gè)角落。分布式文件存儲(chǔ)采用可擴(kuò)展的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),利用多臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器分擔(dān)存儲(chǔ)負(fù)荷,利用位置服務(wù)器定位存儲(chǔ)信息,它不但提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和存取效率,還易于擴(kuò)展。
NoSQL泛指非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù),NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的產(chǎn)生就是為了解決大規(guī)模數(shù)據(jù)集合多重?cái)?shù)據(jù)種類(lèi)帶來(lái)的挑戰(zhàn),尤其是大數(shù)據(jù)應(yīng)用難題。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足Web2.0的需求,主要表現(xiàn)為:無(wú)法滿(mǎn)足海量數(shù)據(jù)的管理需求、無(wú)法滿(mǎn)足數(shù)據(jù)高并發(fā)的需求、高可擴(kuò)展性和高可用性的功能太低。
NewSQL是各種新的可擴(kuò)展/高性能數(shù)據(jù)庫(kù)的簡(jiǎn)稱(chēng),這類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)不僅具有NoSQL對(duì)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理能力,還保持了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)支持ACID和SQL等特性。
云主機(jī)使用的云硬盤(pán)類(lèi)型和對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)類(lèi)型如下所述::
普通IO:提供SATA類(lèi)型的存儲(chǔ),該類(lèi)型云硬盤(pán)的最大IOPS為1000,適用于大容量、讀寫(xiě)速率中等、事務(wù)性處理較少的應(yīng)用場(chǎng)景,例如企業(yè)的日常辦公應(yīng)用或者小型測(cè)試等。
高IO:提供SAS類(lèi)型的存儲(chǔ),該類(lèi)型云硬盤(pán)的最大IOPS可達(dá)3000,最低讀寫(xiě)時(shí)延為1 ms,適用于主流的高性能、高可靠應(yīng)用場(chǎng)景,例如企業(yè)應(yīng)用、大型開(kāi)發(fā)測(cè)試以及Web服務(wù)器日志等。
超高IO:提供SSD類(lèi)型的存儲(chǔ),該類(lèi)型云硬盤(pán)的最大IOPS可達(dá)20000,最低讀寫(xiě)時(shí)延為1 ms,適用于超高IO,超大帶寬的讀寫(xiě)密集型應(yīng)用場(chǎng)景,例如高性能計(jì)算應(yīng)用場(chǎng)景,用來(lái)部署分布式文件系統(tǒng),或者I/O密集型應(yīng)用場(chǎng)景,用來(lái)部署各類(lèi)NoSQL/關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。
VBD類(lèi)型:當(dāng)您通過(guò)控制中心創(chuàng)建云硬盤(pán)時(shí),云硬盤(pán)的磁盤(pán)模式默認(rèn)為VBD類(lèi)型。VBD類(lèi)型的云硬盤(pán)只支持簡(jiǎn)單的SCSI讀寫(xiě)命令。
SCSI類(lèi)型:您可以通過(guò)控制中心創(chuàng)建SCSI類(lèi)型的云硬盤(pán),該類(lèi)型的云硬盤(pán)支持SCSI指令透?jìng)鳎试S云主機(jī)操作系統(tǒng)直接訪(fǎng)問(wèn)底層存儲(chǔ)介質(zhì)。除了簡(jiǎn)單的SCSI讀寫(xiě)命令,SCSI類(lèi)型的云硬盤(pán)還可以支持更高級(jí)的SCSI命令。
云存儲(chǔ)是在云計(jì)算(cloud computing)概念上延伸和衍生發(fā)展出來(lái)的一個(gè)新的概念。[1] 云計(jì)算是分布式處理(Distributed Computing)、并行處理(Parallel Computing)和網(wǎng)格計(jì)算(Grid Computing)的發(fā)展,是透過(guò)網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)分拆成無(wú)數(shù)個(gè)較小的子程序,再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶(hù)。通過(guò)云計(jì)算技術(shù),網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi),處理數(shù)以千萬(wàn)計(jì)甚至億計(jì)的信息,達(dá)到和”超級(jí)計(jì)算機(jī)”同樣強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
NoSQL,泛指非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)web2.0網(wǎng)站的興起,傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在應(yīng)付web2.0網(wǎng)站,特別是超大規(guī)模和高并發(fā)的SNS類(lèi)型的web2.0純動(dòng)態(tài)網(wǎng)站已經(jīng)顯得力不從心,暴露了很多難以克服的問(wèn)題,而非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù)則由于其本身的特點(diǎn)得到了非常迅速的發(fā)展。NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的產(chǎn)生就是為了解決大規(guī)模數(shù)據(jù)集合多重?cái)?shù)據(jù)種類(lèi)帶來(lái)的挑戰(zhàn),尤其是大數(shù)據(jù)應(yīng)用難題。
Web1.0的時(shí)代,數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)量很有限,用一夫當(dāng)關(guān)的高性能的單點(diǎn)服務(wù)器可以解決大部分問(wèn)題。
隨著Web2.0的時(shí)代的到來(lái),用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)量大幅度提升,同時(shí)產(chǎn)生了大量的用戶(hù)數(shù)據(jù)。加上后來(lái)的智能移動(dòng)設(shè)備的普及,所有的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)都面臨了巨大的性能挑戰(zhàn)。
NoSQL(NoSQL = Not Only SQL ),意即“不僅僅是SQL”,泛指非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù)。
NoSQL 不依賴(lài)業(yè)務(wù)邏輯方式存儲(chǔ),而以簡(jiǎn)單的key-value模式存儲(chǔ)。因此大大的增加了數(shù)據(jù)庫(kù)的擴(kuò)展能力。
Memcache Memcache Redis Redis MongoDB MongoDB 列式數(shù)據(jù)庫(kù) 列式數(shù)據(jù)庫(kù) Hbase Hbase
HBase是Hadoop項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)庫(kù)。它用于需要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)、實(shí)時(shí)的讀寫(xiě)操作的場(chǎng)景中。
HBase的目標(biāo)就是處理數(shù)據(jù)量非常龐大的表,可以用普通的計(jì)算機(jī)處理超過(guò)10億行數(shù)據(jù),還可處理有數(shù)百萬(wàn)列元素的數(shù)據(jù)表。
Cassandra Cassandra
Apache Cassandra是一款免費(fèi)的開(kāi)源NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù),其設(shè)計(jì)目的在于管理由大量商用服務(wù)器構(gòu)建起來(lái)的龐大集群上的海量數(shù)據(jù)集(數(shù)據(jù)量通常達(dá)到PB級(jí)別)。在眾多顯著特性當(dāng)中,Cassandra最為卓越的長(zhǎng)處是對(duì)寫(xiě)入及讀取操作進(jìn)行規(guī)模調(diào)整,而且其不強(qiáng)調(diào)主集群的設(shè)計(jì)思路能夠以相對(duì)直觀的方式簡(jiǎn)化各集群的創(chuàng)建與擴(kuò)展流程。
主要應(yīng)用:社會(huì)關(guān)系,公共交通網(wǎng)絡(luò),地圖及網(wǎng)絡(luò)拓譜(n*(n-1)/2)
2. 什么是NoSQL?
2.1 NoSQL 概述
NoSQL(NoSQL = Not Only SQL ),意即“不僅僅是SQL”,
泛指非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)web2.0網(wǎng)站的興起,傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在應(yīng)付web2.0網(wǎng)站,特別是超大規(guī)模和高并發(fā)的SNS類(lèi)型的web2.0純動(dòng)態(tài)網(wǎng)站已經(jīng)顯得力不從心,暴露了很多難以克服的問(wèn)題,而非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù)則由于其本身的特點(diǎn)得到了非常迅速的發(fā)展。NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的產(chǎn)生就是為了解決大規(guī)模數(shù)據(jù)集合多重?cái)?shù)據(jù)種類(lèi)帶來(lái)的挑戰(zhàn),尤其是大數(shù)據(jù)應(yīng)用難題,包括超大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。
(例如谷歌或Facebook每天為他們的用戶(hù)收集萬(wàn)億比特的數(shù)據(jù))。這些類(lèi)型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不需要固定的模式,無(wú)需多余操作就可以橫向擴(kuò)展。
2.2 NoSQL代表
MongDB、 Redis、Memcache
3. 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)與NoSQL的區(qū)別?
3.1 RDBMS
高度組織化結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)
結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言(SQL)
數(shù)據(jù)和關(guān)系都存儲(chǔ)在單獨(dú)的表中。
數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言,數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言
嚴(yán)格的一致性
基礎(chǔ)事務(wù)
ACID
關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)遵循ACID規(guī)則
事務(wù)在英文中是transaction,和現(xiàn)實(shí)世界中的交易很類(lèi)似,它有如下四個(gè)特性:
A (Atomicity) 原子性
原子性很容易理解,也就是說(shuō)事務(wù)里的所有操作要么全部做完,要么都不做,事務(wù)成功的條件是事務(wù)里的所有操作都成功,只要有一個(gè)操作失敗,整個(gè)事務(wù)就失敗,需要回滾。比如銀行轉(zhuǎn)賬,從A賬戶(hù)轉(zhuǎn)100元至B賬戶(hù),分為兩個(gè)步驟:1)從A賬戶(hù)取100元;2)存入100元至B賬戶(hù)。這兩步要么一起完成,要么一起不完成,如果只完成第一步,第二步失敗,錢(qián)會(huì)莫名其妙少了100元。
C (Consistency) 一致性
一致性也比較容易理解,也就是說(shuō)數(shù)據(jù)庫(kù)要一直處于一致的狀態(tài),事務(wù)的運(yùn)行不會(huì)改變數(shù)據(jù)庫(kù)原本的一致性約束。
I (Isolation) 獨(dú)立性
所謂的獨(dú)立性是指并發(fā)的事務(wù)之間不會(huì)互相影響,如果一個(gè)事務(wù)要訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù)正在被另外一個(gè)事務(wù)修改,只要另外一個(gè)事務(wù)未提交,它所訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù)就不受未提交事務(wù)的影響。比如現(xiàn)有有個(gè)交易是從A賬戶(hù)轉(zhuǎn)100元至B賬戶(hù),在這個(gè)交易還未完成的情況下,如果此時(shí)B查詢(xún)自己的賬戶(hù),是看不到新增加的100元的
D (Durability) 持久性
持久性是指一旦事務(wù)提交后,它所做的修改將會(huì)永久的保存在數(shù)據(jù)庫(kù)上,即使出現(xiàn)宕機(jī)也不會(huì)丟失。
3.2 NoSQL
代表著不僅僅是SQL
沒(méi)有聲明性查詢(xún)語(yǔ)言
沒(méi)有預(yù)定義的模式
鍵 - 值對(duì)存儲(chǔ),列存儲(chǔ),文檔存儲(chǔ),圖形數(shù)據(jù)庫(kù)
最終一致性,而非ACID屬性
非結(jié)構(gòu)化和不可預(yù)知的數(shù)據(jù)
CAP定理
高性能,高可用性和可伸縮性
分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中的CAP原理(了解)
CAP定理:
Consistency(一致性), 數(shù)據(jù)一致更新,所有數(shù)據(jù)變動(dòng)都是同步的
Availability(可用性), 好的響應(yīng)性能
Partition tolerance(分區(qū)容錯(cuò)性) 可靠性
P: 系統(tǒng)中任意信息的丟失或失敗不會(huì)影響系統(tǒng)的繼續(xù)運(yùn)作。
定理:任何分布式系統(tǒng)只可同時(shí)滿(mǎn)足二點(diǎn),沒(méi)法三者兼顧。
CAP理論的核心是:一個(gè)分布式系統(tǒng)不可能同時(shí)很好的滿(mǎn)足一致性,可用性和分區(qū)容錯(cuò)性這三個(gè)需求,
因此,根據(jù) CAP 原理將 NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)分成了滿(mǎn)足 CA 原則、滿(mǎn)足 CP 原則和滿(mǎn)足 AP 原則三 大類(lèi):
CA - 單點(diǎn)集群,滿(mǎn)足一致性,可用性的系統(tǒng),通常在可擴(kuò)展性上不太強(qiáng)大。
CP - 滿(mǎn)足一致性,分區(qū)容忍性的系統(tǒng),通常性能不是特別高。
AP - 滿(mǎn)足可用性,分區(qū)容忍性的系統(tǒng),通常可能對(duì)一致性要求低一些。
CAP理論就是說(shuō)在分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中,最多只能實(shí)現(xiàn)上面的兩點(diǎn)。
而由于當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)硬件肯定會(huì)出現(xiàn)延遲丟包等問(wèn)題,所以分區(qū)容忍性是我們必須需要實(shí)現(xiàn)的。
所以我們只能在一致性和可用性之間進(jìn)行權(quán)衡,沒(méi)有NoSQL系統(tǒng)能同時(shí)保證這三點(diǎn)。
說(shuō)明:C:強(qiáng)一致性 A:高可用性 P:分布式容忍性
舉例:
CA:傳統(tǒng)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)
AP:大多數(shù)網(wǎng)站架構(gòu)的選擇
CP:Redis、Mongodb
注意:分布式架構(gòu)的時(shí)候必須做出取舍。
一致性和可用性之間取一個(gè)平衡。多余大多數(shù)web應(yīng)用,其實(shí)并不需要強(qiáng)一致性。
因此犧牲C換取P,這是目前分布式數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品的方向。
4. 當(dāng)下NoSQL的經(jīng)典應(yīng)用
當(dāng)下的應(yīng)用是 SQL 與 NoSQL 一起使用的。
代表項(xiàng)目:阿里巴巴商品信息的存放。
去 IOE 化。
ps:I 是指 IBM 的小型機(jī),很貴的,好像好幾萬(wàn)一臺(tái);O 是指 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù),也很貴的,好幾萬(wàn)呢;M 是指 EMC 的存儲(chǔ)設(shè)備,也很貴的。
難點(diǎn):
數(shù)據(jù)類(lèi)型多樣性。
數(shù)據(jù)源多樣性和變化重構(gòu)。
數(shù)據(jù)源改造而服務(wù)平臺(tái)不需要大面積重構(gòu)。
網(wǎng)頁(yè)名稱(chēng):NoSQL存儲(chǔ)設(shè)備類(lèi)型,NoSql 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
文章源于:http://chinadenli.net/article7/dsgccij.html
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