普星

摘要：在信息化時代，各類信息的采集量和處理量增多，人們更多的是依賴于網(wǎng)絡，所以，僅僅依靠傳統(tǒng)的存儲技術順應不了時代的發(fā)展和需求，需要在傳統(tǒng)處理技術的基礎上建立一種大數(shù)據(jù)存儲技術，確保數(shù)據(jù)存儲能夠滿足人們的需要?；贜oSQL（非關系數(shù)據(jù)庫）數(shù)據(jù)庫的大數(shù)據(jù)存儲技術是一種自由的存儲形式，能夠實時處理所搜集的各類信息，在現(xiàn)實中，便于人們進行各類工作。該文將基于NoSQL數(shù)據(jù)庫的大數(shù)據(jù)存儲技術的角度出發(fā)，對其基本概念進行相關闡釋，并對其現(xiàn)狀及在今后的應用進行分析。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)庫；關系數(shù)據(jù)庫；非關系數(shù)據(jù)庫；存儲技術

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）35-8349-02

現(xiàn)如今，各門戶網(wǎng)站均以互聯(lián)網(wǎng)為基礎而得到發(fā)展，如微博、微信、人人等，互聯(lián)網(wǎng)用戶增加，進入了大數(shù)據(jù)時代?；诖?，人們對數(shù)據(jù)存儲的要求越來越高，希望能夠在之前存儲的基礎上，繼續(xù)增大存儲量。然而，關系數(shù)據(jù)庫的發(fā)展并不如人意，發(fā)展速度較為緩慢，直到近幾年才出現(xiàn)非關系數(shù)據(jù)庫，以解決原來數(shù)據(jù)庫中的各種問題，并適應了人們的需要。作為一項新興技術，非關系數(shù)據(jù)不僅秉承了關系數(shù)據(jù)庫的處理思路，還在此基礎上進一步優(yōu)化，簡化了數(shù)據(jù)庫的操作，在整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，滿足了不同人群的需求。

1 相關基本概念

非關系數(shù)據(jù)庫也即NoSQL，是一種新型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，能夠同時處理海量的數(shù)據(jù)，處理能力很強，因此而收到歡迎。非關系數(shù)據(jù)庫是給予CAP理論和BASE理論上發(fā)展而來的，CAP理論是非關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)構建的基礎，具體為一致性、可用性、容忍性，也就是說，在分布式環(huán)境中設計和部署系統(tǒng)所需要考慮的是上述三個因素；BASE理論由基本可用、軟狀態(tài)、最終一致性組成，強調的是數(shù)據(jù)庫的最終一致性。一般情況下，一致性分為強一致性和弱一致性，強一致性要求更新過的數(shù)據(jù)能被后續(xù)的訪問都看到，而弱一致性則指讀取操作能夠見到變化的數(shù)據(jù)，不是所有變化的數(shù)據(jù)。最終一致性是一種弱一致性，就是說存儲系統(tǒng)在沒有更新的情況下，所獲得的訪問都可以獲得更新，從本質上來說，BASE理論是CAP理論的延伸。

2 有關非關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究與應用

2.1 國外有關非關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究與應用

非關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)起源于國外的一個開源數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，在當時，該數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品所用來存儲數(shù)據(jù)的是HASH TABLE，和其他的存儲數(shù)據(jù)相比，該數(shù)據(jù)存儲的結構較為簡單，所以，很容易被人們所認可和使用，這也便是非關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的最初模型。隨著這種存儲結構的不斷發(fā)展，進入二十一世紀以后，互聯(lián)網(wǎng)開始進入WEB2.0時代，國外出現(xiàn)了數(shù)十種不同類型的非關系數(shù)據(jù)庫，主要有基于Key/Value數(shù)據(jù)存儲、基于列/列族的數(shù)據(jù)存儲、面向文檔的數(shù)據(jù)存儲和面向圖的數(shù)據(jù)存儲?；贙ey/Value數(shù)據(jù)存儲是一種半結構化數(shù)據(jù)組織形式，對唯一的Key能夠做到快速定位，但卻不能對Value的內(nèi)容進行檢索；基于列/列族的數(shù)據(jù)存儲使用的是一種以列的方式組織和存儲數(shù)據(jù)，在支持動態(tài)擴展的列的情況下對原來的存儲不產(chǎn)生任何影響，具有良好的擴展性，但是，由于列的存儲在一般傳統(tǒng)的對行的訪問上會比較復雜，不適用于檢索較多的列的操作。面向文檔的數(shù)據(jù)存儲是一種擴展的存儲，能夠支持列表數(shù)據(jù)結構和嵌套的文檔結構，這種數(shù)據(jù)結構非常豐富靈活，但是同時增大了使用查詢上的復雜度。面向圖的數(shù)據(jù)存儲能夠有效避免復雜的關聯(lián)操作，該種數(shù)據(jù)存儲主要使用的是借點、邊和屬性來存儲數(shù)據(jù)的，所以，和其他的數(shù)據(jù)存儲相比，具有速度快等優(yōu)點。

2.2 國內(nèi)有關非數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究與應用

隨著改革開放的不斷深入，我國開始和國際接軌，并努力適應著國際環(huán)境的發(fā)展而不斷提高自身的信息技術，并廣泛應用各類數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，而非關系數(shù)據(jù)庫便是其中的一種。和關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不同，非關系數(shù)據(jù)庫所面對的是海量數(shù)據(jù)存儲，所以，在存儲過程中會用到大量的機器來進行存儲，為了能夠保證所輸入信息的完整性和有用性，通常情況下，會使用到單節(jié)點數(shù)據(jù)、多節(jié)點數(shù)據(jù)等來保證輸入機器的正常運轉。這主要是因為單節(jié)點數(shù)據(jù)的處理方法是硬件磁盤RAID冗余存儲保障硬件存儲的可靠性，數(shù)據(jù)實際寫入前保證相關的重做日志已經(jīng)寫入日志文件，這樣重啟后內(nèi)存中的數(shù)據(jù)可以得到恢復。而多節(jié)點數(shù)據(jù)是指非關系數(shù)據(jù)庫能夠在多個節(jié)點上保存數(shù)據(jù)的副本，所以，即便是服務器出現(xiàn)故障甚至壞掉的情況下，還會有備份的數(shù)據(jù)存在，不會因此而需要重新去找數(shù)據(jù)和重新輸錄。另外，由于非關系數(shù)據(jù)庫面對的資料數(shù)量龐大，要求系統(tǒng)的性能具有較強的擴展性，所以，通過多節(jié)點數(shù)據(jù)，能夠支持數(shù)據(jù)的再次遷移。

當前，隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，盡管大數(shù)據(jù)的分析技術在目前還處于起步階段，但云計算機作為非關系數(shù)據(jù)庫中的一種，普遍在人們的生活中得到應用，同時，國際上在大數(shù)據(jù)存儲方面的就標準化組織也開展了相應的工作，使其順應時代的潮流。另外，非關系數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢開始逐漸顯現(xiàn)，盡管其種類頗多，但都具有去掉關系數(shù)據(jù)庫的關系型特性，且非關系數(shù)據(jù)庫所具有的靈活多變的數(shù)據(jù)模型和較高的可用性等特點，在很大程度上彌補了關系數(shù)據(jù)庫的不足，同時還節(jié)省了開發(fā)成本的維護成本。

在大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，由Apache基金會開發(fā)的Hadoop實現(xiàn)了一個分布式文件系統(tǒng)HDFS，其容錯性非常高，能部署在低廉的硬件上。HDFS能給用戶提供高吞吐量來訪問應用程序的數(shù)據(jù)，非常適合于超大數(shù)據(jù)集的大數(shù)據(jù)應用。如下圖所示為Hadoop的基本組織框架。從圖中可以明顯看出，Hadoop具有非常強的數(shù)據(jù)處理能力，可以看到NoSQL在數(shù)據(jù)的讀取和處理中所占的地位以及優(yōu)勢。

2009年8月正式在新浪內(nèi)部運行的新浪云計算平臺中也有運用NoSQL，新浪于2009年11月正式推出的云計算平臺是我國的首個Alpha版本的云計算平臺，它是新浪云計算戰(zhàn)力的核心，如圖2所示為NoSQL在新浪云計算平臺中運用的示意圖，可以看出，其中的KVDB在存儲服務上起到至關重要的作用。

除了以上的幾個應用外，NoSQL在眾所周知的淘寶數(shù)據(jù)架構中也有非常廣泛的應用。淘寶每天都有巨大的交易和交互數(shù)據(jù)資料，要保證網(wǎng)站運行的正常，必須有非常強硬的后臺組織架構設計。在淘寶的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，其運用Hadoop為數(shù)據(jù)處理工具，NOSQL為數(shù)據(jù)存儲介質，充分發(fā)揮NoSQL在數(shù)據(jù)處理中的優(yōu)勢。3 結束語

本篇文章以非關系數(shù)據(jù)庫（NoSQL）為基礎，對非關系數(shù)據(jù)庫在當前的應用進行簡單剖析，表明非關系數(shù)據(jù)庫是當今時代發(fā)展的要求，其發(fā)展必須和其他最新技術相結合，克服傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的缺點，盡可能提高運轉速度和存儲量。

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