分布式系统 Distributed Systems 第 12 讲 “大型”网站架 ….ppt

分布式系统 Distributed Systems第 13 讲 NoSQLLecture 13 NoSQL 王晓阳、张 奇 复旦大学 计算机科学技术学院 1 目录 13.1 为什么使用NoSQL 13.2 数据模型 13.3 分布与一致性 13.4 实例 13.4.1 键值数据库 13.4.2 文档数据库 13.4.3 列族数据库 13.4.4 图数据库 2 3 13.1 为什么使用NoSQL 13.1 为什么使用NoSQL 从名字说开去 20世纪90年代末，Strozzi NoSQL项目 ASCII文件存储数据表 每个元组占一行，字段以制表符分隔 不以SQL为其查询语言 2009.6.11 Johan Oskarsson 在旧金山举办的一个Meetup Eric Evans 提出了使用 NoSQL Meetup 开源分布式的非关系型数据库 Voldemort, Cassandra, Dynomite, Hbase, Hypertable, Couch DB, MongoDB 4 13.1 为什么使用NoSQL “SQL” = 传统的 DBMS 最近一些年我们逐渐认识到，不是所有的数据管理和分析问题都适合用传统DBMS解决 “NoSQL” = “No SQL” = 不使用传统 DBMS “No SQL”  Don’t use SQL language “NoSQL” = “Not Only SQL” 5 13.1 为什么使用NoSQL 关系型数据库的价值 6 Database Management System (DBMS) provides…. … efficient, reliable, convenient, and safe multi-user storage of and access to massive amounts of persistent data. 13.1 为什么使用NoSQL 阻抗失协问题 关系模型和内存中的数据结构之间存在差异 关系模型把数据组织成“表”和“行” 关系型数据库不能包含嵌套记录或列表结构 7 13.1 为什么使用NoSQL 解决阻抗失协问题 内存数据------硬盘映射数据库 面向对象数据库 对象---关系映射框架（object-relational mapping framework） 8 13.1 为什么使用NoSQL “集成数据库” Integration Database 不同团队开发的多个应用程序，将数据存储在一个公共的数据库中 应用程序之间通讯由操作内容一致的持久数据完成 “应用数据库”Application Database 一个数据库只能由一个应用程序的代码访问 应用程序间交互用接口完成 9 13.1 为什么使用NoSQL 采用集成数据库模式，必须使用SQL交互，就必须使用关系型数据库结构 采用应用数据库模式 可以使用包含嵌套、列表等格式数据结构 XML，JSON 内部数据库与外部通信服务解耦合 10 13.1 为什么使用NoSQL 随着互联网web2.0网站的兴起，传统的关系数据库在应付web2.0网站，特别是超大规模和高并发的SNS类型的web2.0纯动态网站已经显得力不从心 纵向扩展（Scale UP）---- 小型机 横向扩展（Scale Out）---- 集群 关系型数据库通常无法应用于集群 分片机制应用受限 许可费高 11 13.1 为什么使用NoSQL NoSQL主要特征 不使用SQL 通常是开源项目 大多数是为了在集群环境运行开发 数据模型与关系型数据库不同 不需要使用“模式” 12 13 13.2 数据模型 13.2 数据模型 数据模型----数据库组织数据的方式 元模型（metamodel） 关系型数据库 每张表包含若干行（元组） 每行包含相关实体，实体通过列来描述，行列交汇处有单一值 NoSQL 抛弃了原有的关系模型 四大类：键值、文档、列族、图 14 面向聚合（aggregate orientation） 13.2 数据模型 15 聚合 一组相关联的对象视为一个整体单元进行操作 与数据存储通信时也以聚合为单位 程序员通过聚合结构来操作数据 13.2 数据模型 16 13.2 数据模型 17 13.2 数据模型 18 13.2 数据模型 如何划分聚合边界没有标准答案 一次性访问客户全部订单 每次只处理一笔订单 关系型数据库中没有“聚合”这一概念-----“聚合无知”(aggregate-ignorant) 聚合的边界一般都很难划分 可以按照不同的方式来查看数据 聚合模型适用于集群环境 集群环境运行时，需要把采集数据时所需的节点数降至最小 19 13.2 数据模型 键值数据库 包含大量聚合 每个聚合