Apache IoTDB 是专为物联网时序数据打造的数据库，提供数据采集、存储、分析的功能。IoTDB 提供端云一体化的解决方案，在云端，提供高性能的数据读写以及丰富的查询能力，针对物联网场景定制高效的目录组织结构，并与 Apache Hadoop、Spark、Flink 等大数据系统无缝打通；在边缘端，提供轻量化的 TsFile 管理能力，端上的数据写到本地 TsFile，并提供一定的基础查询能力，同时支持将 TsFile 数据同步到云端。
TsFile
TsFile 是为物联网设备时序数据存储定制的文件格式，整体以树状目录结构组织，一个 TsFile 里可存储多个设备的数据，每个设备包含多个 measurment（指标）。如下图，TsFile 里包含两个设备数据，标识分别为 d1、d2；每个设备包含 s1、s2、s3 三个监测指标。
TsFile 整体是一个多级映射表，TsFileMetaData ==> TimeSeriesMetadata ==> ChunkMetadata ==> Chunk。
TsFileMetadata描述整个 TsFile ，包含格式版本信息，MetadataIndexNode的位置，总的 chunk 数等元数据信息。- MetadataIndexNode 包含多个
TimeSeriesMetadata，每个TimeSeriesMetadata指向一个设备的元数据信息ChunkMetadata列表； ChunkMetadata指向 ChunkHeader 位置，并对应最终的 Chunk Data。
查询引擎
IoTDB 内置查询引擎负责所有用户命令的解析、生成计划、交给对应的执行器、返回结果集。IoTDB 通过查询引擎提供了 JDBC 访问 API，简单易用。
IoTDB> CREATE TIMESERIES root.ln.wf01.wt01.status WITH DATATYPE=BOOLEAN, ENCODING=PLAIN
IoTDB> CREATE TIMESERIES root.ln.wf01.wt01.temperature WITH DATATYPE=FLOAT, ENCODING=RLE
IoTDB> INSERT INTO root.ln.wf01.wt01(timestamp,status) values(100,true);
IoTDB> INSERT INTO root.ln.wf01.wt01(timestamp,status,temperature) values(200,false,20.71)
IoTDB> SELECT status FROM root.ln.wf01.wt01
+-----------------------+------------------------+
| Time|root.ln.wf01.wt01.status|
+-----------------------+------------------------+
|1970-01-01T08:00:00.100| true|
|1970-01-01T08:00:00.200| false|
+-----------------------+------------------------+
Total line number = 2
AI 代码解读
元数据管理
IoTDB 的元数据模型采用树状结构组织，一个实例包含多个 Storage Group （类似于 Namespace、Database 的概念），一个 Storage Group 里包含多个 Device ，每个 Device 包含多个 Measurement ， Measurement 对应的时间序列数据最终存储在 TsFile Chunk 里。另外，为了方便数据过期，每个 Stroage Group 的数据会以时间范围的形式切分存储，默认以周为单位，使用不同的目录存储。
// Storage Group 分区存储结构
data
-- sequence
---- [存储组名1]
------ [时间分区ID1]
-------- xxxx.tsfile
-------- xxxx.resource
------ [时间分区ID2]
---- [存储组名2]
-- unsequence
AI 代码解读
存储引擎
IoTDB 存储引擎基于 LSM Tree 结构设计，写入的数据先记录 WAL，再写到内存 memtable，在后台逐步刷到磁盘 TsFile；磁盘上的 TsFile 通过一定的规则进行 Compaction，保证查询效率。
同步工具
IoTDB 支持在边缘侧、云端部署，通常在边缘侧采集的数据有同步到远端进一步分析处理的需求；IoTDB 提供了同步工具，支持将端/设备上的 TsFile 数据往云端同步。
连接器
IoTDB 支持与现有的大数据处理系统，包括 Hive、Spark 等无缝连通，IoTDB 提供了 hive-tsfile 、 spark-tsfile 、 spark-iotdb 等连接器，让 Hive、Spark 能直接访问 tsfile 格式的数据，以及访问 IoTDB 的数据。
总结
优势
- 针对物联网模型做了定制化，提供 JDBC 访问方式，支持边云一体化部署。
- 存储使用 Hadoop File system，并提供多种 connector，与现有大数据生态无缝打通。
- 开放的 TsFile 存储格式，设备模型简单易理解。
不足
- IoTDB TsFile 的结构，目前仅有 java 版本，资源占用方面对边缘轻量级设备不友好，限制了其在端/设备侧的应用。
- 云端版本目前仅有单节点版本，无法满足海量设备数据接入云端的需求。
- 存储上支持使用 HDFS 或 本地盘，通过使用 HDFS 来存储可保证存储层高可用，但计算层没有进一步的高可用保障。
