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Membase
創新互聯建站成立于2013年,是專業互聯網技術服務公司,擁有項目做網站、成都網站設計網站策劃,項目實施與項目整合能力。我們以讓每一個夢想脫穎而出為使命,1280元丁青做網站,已為上家服務,為丁青各地企業和個人服務,聯系電話:18982081108
Membase 是 NoSQL 家族的一個新的重量級的成員。Membase是開源項目,源代碼采用了Apache2.0的使用許可。該項目托管在GitHub.Source tarballs上,可以下載beta版本的Linux二進制包。該產品主要是由North Scale的memcached核心團隊成員開發完成,其中還包括Zynga和NHN這兩個主要貢獻者的工程師,這兩個組織都是很大的在線游戲和社區網絡空間的供應商。
Membase容易安裝、操作,可以從單節點方便的擴展到集群,而且為memcached(有線協議的兼容性)實現了即插即用功能,在應用方面為開發者和經營者提供了一個比較低的門檻。做為緩存解決方案,Memcached已經在不同類型的領域(特別是大容量的Web應用)有了廣泛的使用,其中 Memcached的部分基礎代碼被直接應用到了Membase服務器的前端。
通過兼容多種編程語言和框架,Membase具備了很好的復用性。在安裝和配置方面,Membase提供了有效的圖形化界面和編程接口,包括可配置 的告警信息。
Membase的目標是提供對外的線性擴展能力,包括為了增加集群容量,可以針對統一的節點進行復制。 另外,對存儲的數據進行再分配仍然是必要的。
這方面的一個有趣的特性是NoSQL解決方案所承諾的可預測的性能,類準確性的延遲和吞吐量。通過如下方式可以獲得上面提到的特性:
◆ 自動將在線數據遷移到低延遲的存儲介質的技術(內存,固態硬盤,磁盤)
◆ 可選的寫操作一一異步,同步(基于復制,持久化)
◆ 反向通道再平衡[未來考慮支持]
◆ 多線程低鎖爭用
◆ 盡可能使用異步處理
◆ 自動實現重復數據刪除
◆ 動態再平衡現有集群
◆ 通過把數據復制到多個集群單元和支持快速失敗轉移來提供系統的高可用性。
MongoDB
MongoDB是一個介于關系數據庫和非關系數據庫之間的產品,是非關系數據庫當中功能最豐富,最像關系數據庫的。他支持的數據結構非常松散,是類似json的bjson格式,因此可以存儲比較復雜的數據類型。Mongo最大的特點是他支持的查詢語言非常強大,其語法有點類似于面向對象的查詢語言,幾乎可以實現類似關系數據庫單表查詢的絕大部分功能,而且還支持對數據建立索引。它的特點是高性能、易部署、易使用,存儲數據非常方便。
主要功能特性:
◆ 面向集合存儲,易存儲對象類型的數據
“面向集合”(Collenction-Oriented),意思是數據被分組存儲在數據集中,被稱為一個集合(Collenction)。每個 集合在數據庫中都有一個唯一的標識名,并且可以包含無限數目的文檔。集合的概念類似關系型數據庫(RDBMS)里的表(table),不同的是它不需要定 義任何模式(schema)。
◆ 模式自由
模式自由(schema-free),意味著對于存儲在mongodb數據庫中的文件,我們不需要知道它的任何結構定義。如果需要的話,你完全可以把不同結構的文件存儲在同一個數據庫里。
◆支持動態查詢
◆支持完全索引,包含內部對象
◆支持查詢
◆支持復制和故障恢復
◆使用高效的二進制數據存儲,包括大型對象(如視頻等)
◆自動處理碎片,以支持云計算層次的擴展性
◆支持RUBY,PYTHON,JAVA,C++,PHP等多種語言
◆文件存儲格式為BSON(一種JSON的擴展)
BSON(Binary Serialized document Format)存儲形式是指:存儲在集合中的文檔,被存儲為鍵-值對的形式。鍵用于唯一標識一個文檔,為字符串類型,而值則可以是各種復雜的文件類型。
◆可通過網絡訪問
MongoDB服務端可運行在Linux、Windows或OS X平臺,支持32位和64位應用,默認端口為27017。推薦運行在64位平臺,因為MongoDB在32位模式運行時支持的最大文件尺寸為2GB。
MongoDB把數據存儲在文件中(默認路徑為:/data/db),為提高效率使用內存映射文件進行管理。
Hypertable
Hypertable是一個開源、高性能、可伸縮的數據庫,它采用與Google的Bigtable相似的模型。在過去數年中,Google為在PC集群 上運行的可伸縮計算基礎設施設計建造了三個關鍵部分。第一個關鍵的基礎設施是Google File System(GFS),這是一個高可用的文件系統,提供了一個全局的命名空間。它通過跨機器(和跨機架)的文件數據復制來達到高可用性,并因此免受傳統 文件存儲系統無法避免的許多失敗的影響,比如電源、內存和網絡端口等失敗。第二個基礎設施是名為Map-Reduce的計算框架,它與GFS緊密協作,幫 助處理收集到的海量數據。第三個基礎設施是Bigtable,它是傳統數據庫的替代。Bigtable讓你可以通過一些主鍵來組織海量數據,并實現高效的 查詢。Hypertable是Bigtable的一個開源實現,并且根據我們的想法進行了一些改進。
Apache Cassandra
Apache Cassandra是一套開源分布式Key-Value存儲系統。它最初由Facebook開發,用于儲存特別大的數據。Facebook在使用此系統。
主要特性:
◆ 分布式
◆ 基于column的結構化
◆ 高伸展性
Cassandra的主要特點就是它不是一個數據庫,而是由一堆數據庫節點共同構成的一個分布式網絡服務,對Cassandra 的一個寫操作,會被復制到其他節點上去,對Cassandra的讀操作,也會被路由到某個節點上面去讀取。對于一個Cassandra群集來說,擴展性能 是比較簡單的事情,只管在群集里面添加節點就可以了。
Cassandra是一個混合型的非關系的數據庫,類似于Google的BigTable。其主要功能比 Dynomite(分布式的Key-Value存 儲系統)更豐富,但支持度卻不如文檔存儲MongoDB(介于關系數據庫和非關系數據庫之間的開源產品,是非關系數據庫當中功能最豐富,最像關系數據庫 的。Cassandra最初由Facebook開發,后轉變成了開源項目。它是一個網絡社交云計算方面理想的數據庫。以Amazon專有的完全分布式的Dynamo為基礎,結合了Google BigTable基于列族(Column Family)的數據模型。P2P去中心化的存儲。很多方面都可以稱之為Dynamo 2.0。
CouchDB
所用語言: Erlang
特點:DB一致性,易于使用
使用許可: Apache
協議: HTTP/REST
雙向數據復制,持續進行或臨時處理,處理時帶沖突檢查,因此,采用的是master-master復制
MVCC – 寫操作不阻塞讀操作
可保存文件之前的版本
Crash-only(可靠的)設計
需要不時地進行數據壓縮
視圖:嵌入式 映射/減少
格式化視圖:列表顯示
支持進行服務器端文檔驗證
支持認證
根據變化實時更新
支持附件處理
因此, CouchApps(獨立的 js應用程序)
需要 jQuery程序庫
最佳應用場景:適用于數據變化較少,執行預定義查詢,進行數據統計的應用程序。適用于需要提供數據版本支持的應用程序。
例如:CRM、CMS系統。 master-master復制對于多站點部署是非常有用的。
和其他數據庫比較,其突出特點是:
◆ 模式靈活 :使用Cassandra,像文檔存儲,你不必提前解決記錄中的字段。你可以在系統運行時隨意的添加或移除字段。這是一個驚人的效率提升,特別是在大型部 署上。
◆ 真正的可擴展性 :Cassandra是純粹意義上的水平擴展。為給集群添加更多容量,可以指向另一臺電腦。你不必重啟任何進程,改變應用查詢,或手動遷移任何數據。
◆ 多數據中心識別 :你可以調整你的節點布局來避免某一個數據中心起火,一個備用的數據中心將至少有每條記錄的完全復制。
◆ 范圍查詢 :如果你不喜歡全部的鍵值查詢,則可以設置鍵的范圍來查詢。
◆ 列表數據結構 :在混合模式可以將超級列添加到5維。對于每個用戶的索引,這是非常方便的。
◆ 分布式寫操作 :有可以在任何地方任何時間集中讀或寫任何數據。并且不會有任何單點失敗。
問度娘,啥都有。
NoSQL,泛指非關系型的數據庫。隨著互聯網web2.0網站的興起,傳統的關系數據庫在應付web2.0網站,特別是超大規模和高并發的SNS類型的web2.0純動態網站已經顯得力不從心,暴露了很多難以克服的問題,而非關系型的數據庫則由于其本身的特點得到了非常迅速的發展。NoSQL數據庫的產生就是為了解決大規模數據集合多重數據種類帶來的挑戰,尤其是大數據應用難題。
雖然NoSQL流行語火起來才短短一年的時間,但是不可否認,現在已經開始了第二代運動。盡管早期的堆棧代碼只能算是一種實驗,然而現在的系統已經更加的成熟、穩定。不過現在也面臨著一個嚴酷的事實:技術越來越成熟——以至于原來很好的NoSQL數據存儲不得不進行重寫,也有少數人認為這就是所謂的2.0版本。這里列出一些比較知名的工具,可以為大數據建立快速、可擴展的存儲庫。
NoSQL(NoSQL = Not Only SQL ),意即“不僅僅是SQL”,是一項全新的數據庫革命性運動,早期就有人提出,發展至2009年趨勢越發高漲。NoSQL的擁護者們提倡運用非關系型的數據存儲,相對于鋪天蓋地的關系型數據庫運用,這一概念無疑是一種全新的思維的注入。
對于NoSQL并沒有一個明確的范圍和定義,但是他們都普遍存在下面一些共同特征:
不需要預定義模式:不需要事先定義數據模式,預定義表結構。數據中的每條記錄都可能有不同的屬性和格式。當插入數據時,并不需要預先定義它們的模式。
無共享架構:相對于將所有數據存儲的存儲區域網絡中的全共享架構。NoSQL往往將數據劃分后存儲在各個本地服務器上。因為從本地磁盤讀取數據的性能往往好于通過網絡傳輸讀取數據的性能,從而提高了系統的性能。
彈性可擴展:可以在系統運行的時候,動態增加或者刪除結點。不需要停機維護,數據可以自動遷移。
分區:相對于將數據存放于同一個節點,NoSQL數據庫需要將數據進行分區,將記錄分散在多個節點上面。并且通常分區的同時還要做復制。這樣既提高了并行性能,又能保證沒有單點失效的問題。
異步復制:和RAID存儲系統不同的是,NoSQL中的復制,往往是基于日志的異步復制。這樣,數據就可以盡快地寫入一個節點,而不會被網絡傳輸引起遲延。缺點是并不總是能保證一致性,這樣的方式在出現故障的時候,可能會丟失少量的數據。
BASE:相對于事務嚴格的ACID特性,NoSQL數據庫保證的是BASE特性。BASE是最終一致性和軟事務。
NoSQL數據庫并沒有一個統一的架構,兩種NoSQL數據庫之間的不同,甚至遠遠超過兩種關系型數據庫的不同??梢哉f,NoSQL各有所長,成功的NoSQL必然特別適用于某些場合或者某些應用,在這些場合中會遠遠勝過關系型數據庫和其他的NoSQL。
2. 什么是NoSQL?
2.1 NoSQL 概述
NoSQL(NoSQL = Not Only SQL ),意即“不僅僅是SQL”,
泛指非關系型的數據庫。隨著互聯網web2.0網站的興起,傳統的關系數據庫在應付web2.0網站,特別是超大規模和高并發的SNS類型的web2.0純動態網站已經顯得力不從心,暴露了很多難以克服的問題,而非關系型的數據庫則由于其本身的特點得到了非常迅速的發展。NoSQL數據庫的產生就是為了解決大規模數據集合多重數據種類帶來的挑戰,尤其是大數據應用難題,包括超大規模數據的存儲。
(例如谷歌或Facebook每天為他們的用戶收集萬億比特的數據)。這些類型的數據存儲不需要固定的模式,無需多余操作就可以橫向擴展。
2.2 NoSQL代表
MongDB、 Redis、Memcache
3. 關系型數據庫與NoSQL的區別?
3.1 RDBMS
高度組織化結構化數據
結構化查詢語言(SQL)
數據和關系都存儲在單獨的表中。
數據操縱語言,數據定義語言
嚴格的一致性
基礎事務
ACID
關系型數據庫遵循ACID規則
事務在英文中是transaction,和現實世界中的交易很類似,它有如下四個特性:
A (Atomicity) 原子性
原子性很容易理解,也就是說事務里的所有操作要么全部做完,要么都不做,事務成功的條件是事務里的所有操作都成功,只要有一個操作失敗,整個事務就失敗,需要回滾。比如銀行轉賬,從A賬戶轉100元至B賬戶,分為兩個步驟:1)從A賬戶取100元;2)存入100元至B賬戶。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,錢會莫名其妙少了100元。
C (Consistency) 一致性
一致性也比較容易理解,也就是說數據庫要一直處于一致的狀態,事務的運行不會改變數據庫原本的一致性約束。
I (Isolation) 獨立性
所謂的獨立性是指并發的事務之間不會互相影響,如果一個事務要訪問的數據正在被另外一個事務修改,只要另外一個事務未提交,它所訪問的數據就不受未提交事務的影響。比如現有有個交易是從A賬戶轉100元至B賬戶,在這個交易還未完成的情況下,如果此時B查詢自己的賬戶,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提交后,它所做的修改將會永久的保存在數據庫上,即使出現宕機也不會丟失。
3.2 NoSQL
代表著不僅僅是SQL
沒有聲明性查詢語言
沒有預定義的模式
鍵 - 值對存儲,列存儲,文檔存儲,圖形數據庫
最終一致性,而非ACID屬性
非結構化和不可預知的數據
CAP定理
高性能,高可用性和可伸縮性
分布式數據庫中的CAP原理(了解)
CAP定理:
Consistency(一致性), 數據一致更新,所有數據變動都是同步的
Availability(可用性), 好的響應性能
Partition tolerance(分區容錯性) 可靠性
P: 系統中任意信息的丟失或失敗不會影響系統的繼續運作。
定理:任何分布式系統只可同時滿足二點,沒法三者兼顧。
CAP理論的核心是:一個分布式系統不可能同時很好的滿足一致性,可用性和分區容錯性這三個需求,
因此,根據 CAP 原理將 NoSQL 數據庫分成了滿足 CA 原則、滿足 CP 原則和滿足 AP 原則三 大類:
CA - 單點集群,滿足一致性,可用性的系統,通常在可擴展性上不太強大。
CP - 滿足一致性,分區容忍性的系統,通常性能不是特別高。
AP - 滿足可用性,分區容忍性的系統,通??赡軐σ恢滦砸蟮鸵恍?。
CAP理論就是說在分布式存儲系統中,最多只能實現上面的兩點。
而由于當前的網絡硬件肯定會出現延遲丟包等問題,所以分區容忍性是我們必須需要實現的。
所以我們只能在一致性和可用性之間進行權衡,沒有NoSQL系統能同時保證這三點。
說明:C:強一致性 A:高可用性 P:分布式容忍性
舉例:
CA:傳統Oracle數據庫
AP:大多數網站架構的選擇
CP:Redis、Mongodb
注意:分布式架構的時候必須做出取舍。
一致性和可用性之間取一個平衡。多余大多數web應用,其實并不需要強一致性。
因此犧牲C換取P,這是目前分布式數據庫產品的方向。
4. 當下NoSQL的經典應用
當下的應用是 SQL 與 NoSQL 一起使用的。
代表項目:阿里巴巴商品信息的存放。
去 IOE 化。
ps:I 是指 IBM 的小型機,很貴的,好像好幾萬一臺;O 是指 Oracle 數據庫,也很貴的,好幾萬呢;M 是指 EMC 的存儲設備,也很貴的。
難點:
數據類型多樣性。
數據源多樣性和變化重構。
數據源改造而服務平臺不需要大面積重構。
一、概念
SQL?(Structured?Query?Language)?數據庫,指關系型數據庫。主要代表:SQL?Server,Oracle,MySQL(開源),PostgreSQL(開源)。
NoSQL(Not?Only?SQL)泛指非關系型數據庫。主要代表:MongoDB,Redis,CouchDB。
二、區別
1、存儲方式
SQL數據存在特定結構的表中;而NoSQL則更加靈活和可擴展,存儲方式可以省是JSON文檔、哈希表或者其他方式。SQL通常以數據庫表形式存儲數據。舉個栗子,存個學生借書數據:
而NoSQL存儲方式比較靈活,比如使用類JSON文件存儲上表中熊大的借閱數據:
2、表/數據集合的數據的關系
在SQL中,必須定義好表和字段結構后才能添加數據,例如定義表的主鍵(primary?key),索引(index),觸發器(trigger),存儲過程(stored?procedure)等。表結構可以在被定義之后更新,但是如果有比較大的結構變更的話就會變得比較復雜。在NoSQL中,數據可以在任何時候任何地方添加,不需要先定義表。例如下面這段代碼會自動創建一個新的"借閱表"數據集合:
NoSQL也可以在數據集中建立索引。以MongoDB為例,會自動在數據集合創建后創建唯一值_id字段,這樣的話就可以在數據集創建后增加索引。
從這點來看,NoSQL可能更加適合初始化數據還不明確或者未定的項目中。
3、外部數據存儲
SQL中如何需要增加外部關聯數據的話,規范化做法是在原表中增加一個外鍵,關聯外部數據表。例如需要在借閱表中增加審核人信息,先建立一個審核人表:
再在原來的借閱人表中增加審核人外鍵:
這樣如果我們需要更新審核人個人信息的時候只需要更新審核人表而不需要對借閱人表做更新。而在NoSQL中除了這種規范化的外部數據表做法以外,我們還能用如下的非規范化方式把外部數據直接放到原數據集中,以提高查詢效率。缺點也比較明顯,更新審核人數據的時候將會比較麻煩。
4、SQL中的JOIN查詢
SQL中可以使用JOIN表鏈接方式將多個關系數據表中的數據用一條簡單的查詢語句查詢出來。NoSQL暫未提供類似JOIN的查詢方式對多個數據集中的數據做查詢。所以大部分NoSQL使用非規范化的數據存儲方式存儲數據。
5、數據耦合性
SQL中不允許刪除已經被使用的外部數據,例如審核人表中的"熊三"已經被分配給了借閱人熊大,那么在審核人表中將不允許刪除熊三這條數據,以保證數據完整性。而NoSQL中則沒有這種強耦合的概念,可以隨時刪除任何數據。
6、事務
SQL中如果多張表數據需要同批次被更新,即如果其中一張表更新失敗的話其他表也不能更新成功。這種場景可以通過事務來控制,可以在所有命令完成后再統一提交事務。而NoSQL中沒有事務這個概念,每一個數據集的操作都是原子級的。
7、增刪改查語法
8、查詢性能
在相同水平的系統設計的前提下,因為NoSQL中省略了JOIN查詢的消耗,故理論上性能上是優于SQL的。