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[译文] NOSQL们背后的共有原则

基于磁盘的和内存中的实现

NOSQL 实现分为基于文件的方法和内存中的方法。有些实现提供了混合模型,将内存和磁盘结合使用。两类方法的最主要区别在于每 GB 成本和读写性能。

最近,斯坦福的一项称为“The Case for RAMCloud”的调查,对磁盘和内存两种方法给出了一些性能和成本方面的有趣的比较。总体上说,成本也是性能的一个函数。对于较低性能的实现,磁盘方 案的成本远低于基于内存的方法,而对于高性能需求的场合,内存方案则更加廉价。

内存云的显而易见的缺点就是单位容量的高成本和高能耗。对于这些指标,内存云会比纯粹的磁盘系统差50到100 倍,比使用闪存的系统差5-10倍(典型配置情况和指标参见参考文献[1])。内存云同时还比基于磁盘和闪存的系统需要更多的机房面积。这样,如果一个应 用需要存储大量的廉价数据,不需要高速访问,那么,内存云将不是最佳选择。
然而,对于高吞吐量需求的应用,内存云将更 有竞争力。当使用每次操作的成本和能量作为衡量因素的时候,内存云的效率是传统硬盘系统的 100 到 1000 倍,是闪存系统的 5-10 倍。因此,对于高吞吐量需求的系统来说,内存云不仅提供了高性能,也提供了高能源效率。同时,如果使用 DRAM 芯片提供的低功耗模式,也可以降低内存云的功耗,特别是在系统空闲的时候。此外,内存云还有一些缺点,一些内存云无法支持需要将数据在 多个数据中心之间进行数据复制。对于这些环境,更新的时延将主要取决于数据中心间数据传输的时间消耗,这就丧失了内存云的时延方面的优势。此外,跨数据中 心的数据复制会让内存云数据一致性更能难保证。不过,内存云仍然可以在夸数据中心的情况下提供低时延的读访问。

仅仅是炒作?

近来我见到的最多的问题就是 “NOSQL 是不是就是炒作?” 或 “NOSQL 会不会取代现在的数据库?”

我的回答是——NOSQL 并非始于今日。很多 NOSQL 实现都已经存在了十多年了,有很多成功案例。我相信有很多原因让它们在如今比以往更受欢迎了。首先是由于社会化网络和云计算的发展,一些原先只有很高端的 组织才会面临的问题,如今已经成为普遍问题了。其次,已有的方法已经被发现无法跟随需求一起扩展了。并且,成本的压力让很多组织需要去寻找更高性价比的方 案,并且研究证实基于普通廉价硬件的分布式存储解决方案甚至比现在的高端数据库更加可靠。(进一步阅读)所有这些导致了对这类“可伸缩性优先数据库”的需求。这里,我引用 AWS团队的接触工程师、VP, James Hamilton 在他的文章 One Size Does Not Fit All 中的一段话:

“伸缩性优先应用是那些必须具备无限可伸缩性的应用,能够不受限制的扩展比更丰富的功能更加重要。这些应用包括很多需要高 可伸缩性的网站,如 Facebook, MySpace, Gmail, Yahoo 以及 Amazon.com。有些站点实际上使用了关系型数据库,而大部分实际上并未使用。这些服务的共性在于可扩展性比功能公众要,他们无法泡在一个单一的 RDBMS 上。”

总结一下——我认为,现有的 SQL 数据库可能不会很快淡出历史舞台,但同时它们也不能解决世上的所有问题。NOSQL 这个名词现在也变成了 Not Only SQL,这个变化表达了我的观点。

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