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大数据管理系统:浅析并行数据库优缺点

简介:
文章讲的是大数据管理系统:浅析并行数据库优缺点并行数据库是指那些在无共享的体系结构中进行数据操作的数据库系统。这些系统大部分采用了关系数据模型并且支持SQL语句查询,但为了能够并行执行SQL的查询操作,系统中采用了两个关键技术:关系表的水平划分和SQL查询的分区执行。

  水平划分的主要思想就是根据某种策略将关系表中的元组分布到集群中的不同节点上,这些节点上的表结构是一样的,这样就可以对元组并行处理。现有的分区策略有哈希分区、范围分区、循环分区等。例如,哈希分区策略是将表T中的元组分布到n个节点上,可以使用统一的哈希算法对元组中的某个或某几个属性进行哈希,如hash(T.attribute1) mod n,然后根据哈希值将元组放置到不同的节点上。

  在分区存储的表中处理SQL查询需要使用基于分区的执行策略,如获取表T中某一数值范围内的元组,系统首先为整个表T生成总的执行计划P,然后将P拆分成n个子计划{P1,…,Pn},子计划Pi在节点ni上独立执行,最后每个节点将生成的中间结果发送到某一选定的节点上,该节点对中间结果进行聚集产生最终的结果。

  并行数据库系统的目标是高性能和高可用性,通过多个节点并行执行数据库任务,提高整个数据库系统的性能和可用性。最近一些年不断涌现一些提高系统性能的新技术,如索引、压缩、实体化视图、结果缓存、I/O共享等,这些技术都比较成熟且经得起时间的考验。与一些早期的系统如Teradata必须部署在专有硬件上不同,最近开发的系统如Aster、Vertica等可以部署在普通的商业机器上,这些数据库系统可以称得上准云系统。

  并行数据库系统的主要缺点就是没有较好的弹性,而这种特性对中小型企业和初创企业是有利的。人们在对并行数据库进行设计和优化的时候认为集群中节点的数量是固定的,若需要对集群进行扩展和收缩,则必须为数据转移过程制订周全的计划。这种数据转移的代价是昂贵的,并且会导致系统在某段时间内不可访问,而这种较差的灵活性直接影响到并行数据库的弹性以及现用现付商业模式的实用性。

  并行数据库的另一个问题就是系统的容错性较差,过去人们认为节点故障是个特例,并不经常出现,因此系统只提供事务级别的容错功能,如果在查询过程中节点发生故障,那么整个查询都要从头开始重新执行。这种重启任务的策略使得并行数据库难以在拥有数以千个节点的集群上处理较长的查询,因为在这类集群中节点的故障经常发生。基于这种分析,并行数据库只适合于资源需求相对固定的应用程序。不管怎样,并行数据库的许多设计原则为其他海量数据系统的设计和优化提供了比较好的借鉴。

  作者简介

  陆嘉恒,中国人民大学副教授,新加坡国立大学博士,美国加利福尼亚大学尔湾分校(University of California, Irvine) 博士后。


作者: 陆嘉恒

来源:IT168

原文链接:大数据管理系统:浅析并行数据库优缺点

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