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- 数据库分类维度:关系型/非关系型、交易型/分析型
- NoSQL数据库的进一步分类
- OLTP市场规模:关系型数据库仍占营收大头
- 数据库市场份额:云服务和新兴厂商主导NoSQL
- 开源数据库 vs. 商业数据库
- 数据库三大阵营:传统厂商和云服务提供商
最近由于时间原因我写东西少了,在公众号上也转载过几篇搞数据库朋友的大作。按说我算是外行,没资格在这个领域品头论足,而当我看到下面这份报告时立即产生了学习的兴趣,同时也想就能看懂的部分写点心得体会分享给大家。
可能本文比较适合普及性阅读,让数据库领域资深的朋友见笑了:)
数据库分类维度:关系型/非关系型、交易型/分析型
首先是分类维度,上图中的纵轴分类为Relational Database(关系型数据库,RDBMS)和Nonrelational Database (非关系型数据库,NoSQL),横轴的分类为Operational(交易型,即OLTP)和Analytical(分析型,即OLAP)。
按照习惯我们先看关系型数据库,左上角的交易型类别中包括大家熟悉的商业数据库Oracle、MS SQL Server、DB2、Infomix,也包括开源领域流行的MySQL(MariaDB是它的一个分支)、PostgreSQL,还有云上面比较常见的SQL Azure和Amazon Aurora等。
比较有意思的是,SAP HANA正好位于交易型和分析型的中间分界处,不要忘了SAP还收购了Sybase,尽管后者今天不够风光了,而早年微软的SQL Server都是来源于Sybase。Sybase的ASE数据库和分析型Sybase IQ还是存在的。
右上角的分析型产品中包括几款知名的列式数据仓库Pivotal Greenplum、Teradata和IBM Netezza(已宣布停止支持),来自互联网巨头的Google Big Query和Amazon RedShift。至于Oracle Exadata一体机,它上面运行的也是Oracle数据库,其最初设计用途是OLAP,而在后来发展中也可以良好兼顾OLTP,算是一个跨界产品吧。
再来看非关系型数据库,左下角的交易型产品中,有几个我看着熟悉的MongoDB、Redis、Amazon DynamoDB和DocumentDB等;右下角的分析型产品包括著名的Hadoop分支Cloudera、Hortonworks(这2家已并购),Bigtable(来自Google,Hadoop中的HBase是它的开源实现)、Elasticsearch等。
显然非关系型数据库的分类要更加复杂,产品在应用中的差异化也比传统关系型数据库更大。Willian Blair很负责任地对它们给出了进一步的分类。
NoSQL数据库的进一步分类
上面这个图表应该说很清晰了。非关系型数据库可以分为Document-based Store(基于文档的存储)、Key-Value Store(键值存储)、Graph-based(图数据库)、Time Series(时序数据库),以及Wide Cloumn-based Store(宽列式存储)。
我们再来看下每个细分类别中的产品:
文档存储 :MongoDB、Amazon DocumentDB、Azure Cosmos DB等
Key-Value存储 :Redis Labs、Oracle Berkeley DB、Amazon DynamoDB、Aerospike等
图数据库 :Neo4j等
时序数据库 :InfluxDB等
WideCloumn :DataStax、Cassandra、Apache HBase和Bigtable等
多模型数据库 :支持上面不只一种类别特性的NoSQL,比如MongoDB、Redis Labs、Amazon DynamoDB和Azure Cosmos DB等。
OLTP市场规模:关系型数据库仍占营收大头
上面这个基于IDC数据的交易型数据库市场份额共有3个分类,其中深蓝色部分的关系型数据库(RDBMS,在这里不统计数据挖掘/分析型数据库)占据80%以上的市场。
Dynamic Database(DDMS,动态数据库管理系统,同样不统计Hadoop)就是我们前面聊的非关系型数据库。这部分市场显得小(但发展势头看好),我觉得与互联网等大公司多采用开源+自研,而不买商业产品有关。
而遵循IDC的统计分类,在上图灰色部分的“非关系型数据库市场”其实另有定义,参见下面这段文字:
数据库市场份额:云服务和新兴厂商主导NoSQL
请注意,这里的关系型数据库统计又包含了分析型产品。Oracle营收份额42%仍居第一,随后排名依次为微软、IBM、SAP和Teradata。
代表非关系型数据库的DDMS分类中(这里同样加入Hadoop等),云服务和新兴厂商成为了主导,微软应该是因为云SQL Server的基础而小幅领先于AWS,这2家一共占据超过50%的市场,接下来的排名是Google、Cloudera和Hortonworks(二者加起来13%)。
上面是IDC传统分类中的“非关系型数据库”,在这里IBM和CA等应该主要是针对大型机的产品,InterSystems有一款在国内医疗HIS系统中应用的Caché数据库(以前也是运行在Power小机上比较多)。我就知道这些,余下的就不瞎写了。
开源数据库 vs. 商业数据库
按照流行度来看,开源数据库从2013年到现在一直呈现增长,已经快要追上商业数据库了。
商业产品在关系型数据库的占比仍然高达60.5%,而上表中从这列往左的分类都是开源占优:
Wide Cloumn:开源占比81.8%;
时序数据库:开源占比80.7%;
文档存储:开源占比80.0%;
Key-Value存储:开源占比72.2%;
图数据库:开源占比68.4%;
搜索引擎:开源占比65.3%
按照开源License的授权模式,上面这个三角形越往下管的越宽松。比如MySQL属于GPL,在互联网行业用户较多;而PostgreSQL属于BSD授权,国内有不少数据库公司的产品就是基于Postgre哦。
数据库三大阵营:传统厂商和云服务提供商
前面在讨论市场份额时,我提到过交易型数据库的4个巨头仍然是Oracle、微软、IBM和SAP,在这里William Blair将他们归为第一阵营。
随着云平台的不断兴起,AWS、Azure和GCP(Google Cloud Platform)组成了另一个阵营,在国外分析师的眼里还没有BAT,就像有的朋友所说,国内互联网巨头更多是自身业务导向的,在本土发展公有云还有些优势,短时间内将技术输出到国外的难度应该还比较大。(当然我并不认为国内缺优秀的DBA和研发人才)
第三个阵容就是规模小一些,但比较专注的数据库玩家。
接下来我再带大家简单过一下这前两个阵容,看看具体的数据库产品都有哪些。
甲骨文的产品,我相对熟悉一些的有Oracle Database、MySQL以及Exadata一体机。
IBM DB2也是一个庞大的家族,除了传统针对小型机、x86(好像用的人不多)、z/OS大型机和for i的版本之外,如今也有了针对云和数据挖掘的产品。记得抱枕大师对Informix的技术比较推崇,可惜这个产品发展似乎不太理想。
微软除了看家的SQL Server之外,在Azure云上还能提供MySQL、PostgreSQL和MariaDB开源数据库。应该说他们是传统软件License+PaaS服务两条腿走路的。
如今人们一提起SAP的数据库就想起HANA,之前从Sybase收购来的ASE(Adaptive Server Enterprise)和IQ似乎没有之前发展好了。
在云服务提供商数据库的3巨头中,微软有SQL Server的先天优势,甚至把它移植到了Linux拥抱开源平台。关系型数据库的创新方面值得一提的是Amazon Aurora和Google Spanner(也有非关系型特性),至于它们具体好在哪里我就不装内行了:)
非关系型数据库则是Amazon全面开花,这与其云计算业务发展早并且占据优势有关。Google当年的三篇经典论文对业界影响深远,Yahoo基于此开源的Hadoop有一段时间几乎是大数据的代名词。HBase和Hive如今已不再是人们讨论的热点,而Bigtable和BigQuery似乎仍然以服务Google自身业务为主,毕竟GCP的规模比AWS要小多了。
最后这张DB-Engines的排行榜,相信许多朋友都不陌生,今年3月已经不是最新的数据,在这里列出只是给大家一个参考。该排行榜几乎在每次更新时,都会有国内数据库专家撰写点评。
以上是我周末的学习笔记,班门弄斧,希望对大家有帮助。
参考资料《Database Software Market:The Long-Awaited Shake-up》
扩展阅读:《 数据库存储:互相最想知道的事 》
尊重知识,转载时请保留全文。感谢您的阅读和支持!
实验报告要点
一、扉页
并非所有的实验报告都有标题页,但是如果讲师想要标题页,那么它应该是一个单独的页面,包括:实验的题目、自己的名字和实验室伙伴的名字、导师的名字、进行实验或提交报告的日期。
二、标题
标题写着做了什么。它应该简短,并描述实验或调查的要点。
三、介绍
通常情况下介绍是解释实验室目标或目的的一个段落。用一句话陈述假设。有时介绍可能包含背景信息,简要总结实验是如何进行的,陈述实验的发现,并列出调查的结论。
四、步骤
描述在调查过程中完成的步骤。要足够详细,任何人都可以阅读这一部分并复制实验。提供一个图表来描述实验设置可能会有所帮助。
五、数据
从过程中获得的数字数据通常以表格的形式呈现。数据包括进行实验时记录的内容。
六、结果
用语言描述数据的含义。有时“结果”部分会与“讨论”部分结合在一起。
七、讨论或分析
数据部分包含数字,“分析”部分包含根据这些数字进行的任何计算。这是解释数据和确定假设是否被接受的地方,也是讨论在进行调查时可能犯的任何错误的地方。
八、结论
大多数情况下,结论是一个段落,总结了实验中发生的事情,假设是被接受还是被拒绝,以及这意味着什么。
九、图形和图表
图表和图形都必须标有描述性的标题。在图表上标注轴,确保包含测量单位。一定要参考报告正文中的图和图表。
十、参考
如果研究是基于别人的文献,或者引用了需要文档的事实,那么应该列出这些参考文献。
特点:
它们可以处理超大量的数据。
它们运行在便宜的PC服务器集群上。
PC集群扩充起来非常方便并且成本很低,避免了“sharding”操作的复杂性和成本。
它们击碎了性能瓶颈。
NoSQL的支持者称,通过NoSQL架构可以省去将Web或Java应用和数据转换成SQL友好格式的时间,执行速度变得更快。
“SQL并非适用于所有的程序代码,” 对于那些繁重的重复操作的数据,SQL值得花钱。但是当数据库结构非常简单时,SQL可能没有太大用处。
没有过多的操作。
虽然NoSQL的支持者也承认关系数据库提供了无可比拟的功能集合,而且在数据完整性上也发挥绝对稳定,他们同时也表示,企业的具体需求可能没有那么多。
Bootstrap支持
因为NoSQL项目都是开源的,因此它们缺乏供应商提供的正式支持。这一点它们与大多数开源项目一样,不得不从社区中寻求支持。
优点:
易扩展
NoSQL数据库种类繁多,但是一个共同的特点都是去掉关系数据库的关系型特性。数据之间无关系,这样就非常容易扩展。也无形之间,在架构的层面上带来了可扩展的能力。
大数据量,高性能
NoSQL数据库都具有非常高的读写性能,尤其在大数据量下,同样表现优秀。这得益于它的无关系性,数据库的结构简单。一般MySQL使用 Query Cache,每次表的更新Cache就失效,是一种大粒度的Cache,在针对web2.0的交互频繁的应用,Cache性能不高。而NoSQL的 Cache是记录级的,是一种细粒度的Cache,所以NoSQL在这个层面上来说就要性能高很多了。
灵活的数据模型
NoSQL无需事先为要存储的数据建立字段,随时可以存储自定义的数据格式。而在关系数据库里,增删字段是一件非常麻烦的事情。如果是非常大数据量的表,增加字段简直就是一个噩梦。这点在大数据量的web2.0时代尤其明显。
高可用
NoSQL在不太影响性能的情况,就可以方便的实现高可用的架构。比如Cassandra,HBase模型,通过复制模型也能实现高可用。
主要应用:
Apache HBase
这个大数据管理平台建立在谷歌强大的BigTable管理引擎基础上。作为具有开源、Java编码、分布式多个优势的数据库,Hbase最初被设计应用于Hadoop平台,而这一强大的数据管理工具,也被Facebook采用,用于管理消息平台的庞大数据。
Apache Storm
用于处理高速、大型数据流的分布式实时计算系统。Storm为Apache Hadoop添加了可靠的实时数据处理功能,同时还增加了低延迟的仪表板、安全警报,改进了原有的操作方式,帮助企业更有效率地捕获商业机会、发展新业务。
Apache Spark
该技术采用内存计算,从多迭代批量处理出发,允许将数据载入内存做反复查询,此外还融合数据仓库、流处理和图计算等多种计算范式,Spark用Scala语言实现,构建在HDFS上,能与Hadoop很好的结合,而且运行速度比MapReduce快100倍。
Apache Hadoop
该技术迅速成为了大数据管理标准之一。当它被用来管理大型数据集时,对于复杂的分布式应用,Hadoop体现出了非常好的性能,平台的灵活性使它可以运行在商用硬件系统,它还可以轻松地集成结构化、半结构化和甚至非结构化数据集。
Apache Drill
你有多大的数据集?其实无论你有多大的数据集,Drill都能轻松应对。通过支持HBase、Cassandra和MongoDB,Drill建立了交互式分析平台,允许大规模数据吞吐,而且能很快得出结果。
Apache Sqoop
也许你的数据现在还被锁定于旧系统中,Sqoop可以帮你解决这个问题。这一平台采用并发连接,可以将数据从关系数据库系统方便地转移到Hadoop中,可以自定义数据类型以及元数据传播的映射。事实上,你还可以将数据(如新的数据)导入到HDFS、Hive和Hbase中。
Apache Giraph
这是功能强大的图形处理平台,具有很好可扩展性和可用性。该技术已经被Facebook采用,Giraph可以运行在Hadoop环境中,可以将它直接部署到现有的Hadoop系统中。通过这种方式,你可以得到强大的分布式作图能力,同时还能利用上现有的大数据处理引擎。
Cloudera Impala
Impala模型也可以部署在你现有的Hadoop群集上,监视所有的查询。该技术和MapReduce一样,具有强大的批处理能力,而且Impala对于实时的SQL查询也有很好的效果,通过高效的SQL查询,你可以很快的了解到大数据平台上的数据。
Gephi
它可以用来对信息进行关联和量化处理,通过为数据创建功能强大的可视化效果,你可以从数据中得到不一样的洞察力。Gephi已经支持多个图表类型,而且可以在具有上百万个节点的大型网络上运行。Gephi具有活跃的用户社区,Gephi还提供了大量的插件,可以和现有系统完美的集成到一起,它还可以对复杂的IT连接、分布式系统中各个节点、数据流等信息进行可视化分析。
MongoDB
这个坚实的平台一直被很多组织推崇,它在大数据管理上有极好的性能。MongoDB最初是由DoubleClick公司的员工创建,现在该技术已经被广泛的应用于大数据管理。MongoDB是一个应用开源技术开发的NoSQL数据库,可以用于在JSON这样的平台上存储和处理数据。目前,纽约时报、Craigslist以及众多企业都采用了MongoDB,帮助他们管理大型数据集。(Couchbase服务器也作为一个参考)。
十大顶尖公司:
Amazon Web Services
Forrester将AWS称为“云霸主”,谈到云计算领域的大数据,那就不得不提到亚马逊。该公司的Hadoop产品被称为EMR(Elastic Map Reduce),AWS解释这款产品采用了Hadoop技术来提供大数据管理服务,但它不是纯开源Hadoop,经过修改后现在被专门用在AWS云上。
Forrester称EMR有很好的市场前景。很多公司基于EMR为客户提供服务,有一些公司将EMR应用于数据查询、建模、集成和管理。而且AWS还在创新,Forrester称未来EMR可以基于工作量的需要自动缩放调整大小。亚马逊计划为其产品和服务提供更强大的EMR支持,包括它的RedShift数据仓库、新公布的Kenesis实时处理引擎以及计划中的NoSQL数据库和商业智能工具。不过AWS还没有自己的Hadoop发行版。
Cloudera
Cloudera有开源Hadoop的发行版,这个发行版采用了Apache Hadoop开源项目的很多技术,不过基于这些技术的发行版也有很大的进步。Cloudera为它的Hadoop发行版开发了很多功能,包括Cloudera管理器,用于管理和监控,以及名为Impala的SQL引擎等。Cloudera的Hadoop发行版基于开源Hadoop,但也不是纯开源的产品。当Cloudera的客户需要Hadoop不具备的某些功能时,Cloudera的工程师们就会实现这些功能,或者找一个拥有这项技术的合作伙伴。Forrester表示:“Cloudera的创新方法忠于核心Hadoop,但因为其可实现快速创新并积极满足客户需求,这一点使它不同于其他那些供应商。”目前,Cloudera的平台已经拥有200多个付费客户,一些客户在Cloudera的技术支持下已经可以跨1000多个节点实现对PB级数据的有效管理。
Hortonworks
和Cloudera一样,Hortonworks是一个纯粹的Hadoop技术公司。与Cloudera不同的是,Hortonworks坚信开源Hadoop比任何其他供应商的Hadoop发行版都要强大。Hortonworks的目标是建立Hadoop生态圈和Hadoop用户社区,推进开源项目的发展。Hortonworks平台和开源Hadoop联系紧密,公司管理人员表示这会给用户带来好处,因为它可以防止被供应商套牢(如果Hortonworks的客户想要离开这个平台,他们可以轻松转向其他开源平台)。这并不是说Hortonworks完全依赖开源Hadoop技术,而是因为该公司将其所有开发的成果回报给了开源社区,比如Ambari,这个工具就是由Hortonworks开发而成,用来填充集群管理项目漏洞。Hortonworks的方案已经得到了Teradata、Microsoft、Red Hat和SAP这些供应商的支持。
IBM
当企业考虑一些大的IT项目时,很多人首先会想到IBM。IBM是Hadoop项目的主要参与者之一,Forrester称IBM已有100多个Hadoop部署,它的很多客户都有PB级的数据。IBM在网格计算、全球数据中心和企业大数据项目实施等众多领域有着丰富的经验。“IBM计划继续整合SPSS分析、高性能计算、BI工具、数据管理和建模、应对高性能计算的工作负载管理等众多技术。”
Intel
和AWS类似,英特尔不断改进和优化Hadoop使其运行在自己的硬件上,具体来说,就是让Hadoop运行在其至强芯片上,帮助用户打破Hadoop系统的一些限制,使软件和硬件结合的更好,英特尔的Hadoop发行版在上述方面做得比较好。Forrester指出英特尔在最近才推出这个产品,所以公司在未来还有很多改进的可能,英特尔和微软都被认为是Hadoop市场上的潜力股。
MapR Technologies
MapR的Hadoop发行版目前为止也许是最好的了,不过很多人可能都没有听说过。Forrester对Hadoop用户的调查显示,MapR的评级最高,其发行版在架构和数据处理能力上都获得了最高分。MapR已将一套特殊功能融入其Hadoop发行版中。例如网络文件系统(NFS)、灾难恢复以及高可用性功能。Forrester说MapR在Hadoop市场上没有Cloudera和Hortonworks那样的知名度,MapR要成为一个真正的大企业,还需要加强伙伴关系和市场营销。
Microsoft
微软在开源软件问题上一直很低调,但在大数据形势下,它不得不考虑让Windows也兼容Hadoop,它还积极投入到开源项目中,以更广泛地推动Hadoop生态圈的发展。我们可以在微软的公共云Windows Azure HDInsight产品中看到其成果。微软的Hadoop服务基于Hortonworks的发行版,而且是为Azure量身定制的。
微软也有一些其他的项目,包括名为Polybase的项目,让Hadoop查询实现了SQLServer查询的一些功能。Forrester说:“微软在数据库、数据仓库、云、OLAP、BI、电子表格(包括PowerPivot)、协作和开发工具市场上有很大优势,而且微软拥有庞大的用户群,但要在Hadoop这个领域成为行业领导者还有很远的路要走。”
Pivotal Software
EMC和Vmware部分大数据业务分拆组合产生了Pivotal。Pivotal一直努力构建一个性能优越的Hadoop发行版,为此,Pivotal在开源Hadoop的基础上又添加了一些新的工具,包括一个名为HAWQ的SQL引擎以及一个专门解决大数据问题的Hadoop应用。Forrester称Pivotal Hadoop平台的优势在于它整合了Pivotal、EMC、Vmware的众多技术,Pivotal的真正优势实际上等于EMC和Vmware两大公司为其撑腰。到目前为止,Pivotal的用户还不到100个,而且大多是中小型客户。
Teradata
对于Teradata来说,Hadoop既是一种威胁也是一种机遇。数据管理,特别是关于SQL和关系数据库这一领域是Teradata的专长。所以像Hadoop这样的NoSQL平台崛起可能会威胁到Teradata。相反,Teradata接受了Hadoop,通过与Hortonworks合作,Teradata在Hadoop平台集成了SQL技术,这使Teradata的客户可以在Hadoop平台上方便地使用存储在Teradata数据仓库中的数据。
AMPLab
通过将数据转变为信息,我们才可以理解世界,而这也正是AMPLab所做的。AMPLab致力于机器学习、数据挖掘、数据库、信息检索、自然语言处理和语音识别等多个领域,努力改进对信息包括不透明数据集内信息的甄别技术。除了Spark,开源分布式SQL查询引擎Shark也源于AMPLab,Shark具有极高的查询效率,具有良好的兼容性和可扩展性。近几年的发展使计算机科学进入到全新的时代,而AMPLab为我们设想一个运用大数据、云计算、通信等各种资源和技术灵活解决难题的方案,以应对越来越复杂的各种难题。
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