在构建任何软件应用程序时，选择合适的数据库至关重要。所有数据库在性能方面都有不同的优势和劣势，因此，为您的特定用例和数据模型确定哪种数据库的优势最大、缺点最少是一项重要的决策。下面您将找到 Apache Cassandra 和 Graphite 的关键概念、架构、功能、用例和定价模型的概述，以便您可以快速了解它们之间的比较。
本文的主要目的是比较 Apache Cassandra 和 Graphite 在涉及时序数据的工作负载中的性能，而不是所有可能的用例。时序数据在数据库性能方面通常会带来独特的挑战。这是因为要写入大量数据以及访问这些数据的查询模式。本文并非旨在说明哪个数据库更好；它只是提供了每个数据库的概述，以便您可以做出明智的决定。
Apache Cassandra 与 Graphite 对比分析
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| 数据库模型 | 分布式宽列数据库 |
时序数据库 |
| 架构 | Apache Cassandra 遵循无主节点的对等架构，其中集群中的每个节点在功能上都是相同的，并使用 Gossip 协议与其他节点通信。数据使用一致性哈希在集群中的节点之间分布，Cassandra 支持可调一致性级别，用于读取和写入操作。它可以部署在本地、云端或作为托管服务 |
Graphite 可以部署在本地或云端，并且它支持通过跨多个后端节点对数据进行分区来实现水平扩展。 |
| 许可证 | Apache 2.0 |
Apache 2.0 |
| 用例 | 高写入吞吐量应用程序、时序数据、消息传递系统、推荐引擎、物联网 |
监控、可观测性、物联网、实时分析、DevOps、应用程序性能监控 |
| 可扩展性 | 水平可扩展，支持数据分区、复制和线性可扩展性，随着节点的添加而扩展 |
水平可扩展，支持集群和复制，以实现高可用性和高性能 |
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Apache Cassandra 概览
Apache Cassandra 是一个高度可扩展、分布式和去中心化的 NoSQL 数据库，旨在处理跨多个商品服务器的大量数据。Cassandra 最初由 Facebook 创建，现在是 Apache 软件基金会的项目。它的主要重点是提供高可用性、容错能力和线性可扩展性，使其成为对工作负载要求高且延迟要求低的应用程序的热门选择。
Graphite 概览
Graphite 是一个开源监控和绘图工具，由 Orbitz 于 2006 年创建，并于 2008 年开源。Graphite 专为存储时序数据而设计，广泛用于收集、存储和可视化来自各种来源的指标，例如应用程序性能、系统监控和业务分析。
Apache Cassandra 用于时序数据
Cassandra 可以用于处理时序数据，因为它具有分布式架构并支持基于时间的partitioning。可以使用基于时间范围的分区键有效地存储和检索时序数据，从而确保快速访问数据点。
Graphite 用于时序数据
Graphite 专门为时序数据设计和优化。它使用 Whisper 数据库格式，该格式通过根据用户定义的保留策略自动聚合和过期数据来有效地存储和管理时序数据。Graphite 支持广泛的功能，用于查询、转换和聚合时序数据，使用户能够创建自定义图表和仪表板。但是，由于 Graphite 专门关注时序数据，因此它可能不适合需要更高级数据建模或查询功能的其他类型的数据或用例。
Apache Cassandra 关键概念
- 列族：类似于关系数据库中的表，列族是行的集合，每行由键值对组成。
- 分区键：一种唯一标识符，用于在集群中的多个节点之间分布数据，确保均匀分布和快速数据检索。
- 复制因子：跨集群中不同节点存储的数据副本数，以提供容错能力和高可用性。
- 一致性级别：一个可配置的参数，用于确定集群中读/写性能和数据一致性之间的权衡。
Graphite 关键概念
- 指标：Graphite 中的指标表示时序数据点，由路径（名称）、时间戳和值组成。
- 序列：序列是与同一事物相关的所有指标的集合。例如，您可能有一个 CPU 使用率的序列、一个内存使用率的序列和一个磁盘使用率的序列。
- Whisper：Whisper 是 Graphite 使用的固定大小的基于文件的时序数据库格式。它自动管理数据保留和聚合。
- Carbon：Carbon 是负责接收、缓存和存储 Graphite 中指标的守护程序。它侦听传入的指标并将它们写入 Whisper 文件。
- Graphite-web：Graphite-web 是 Web 应用程序，它提供用户界面，用于可视化和查询存储的时序数据。
Apache Cassandra 架构
Cassandra 使用无主节点的对等架构，其中所有节点都是平等的，并且没有单点故障。这种设计确保了高可用性和容错能力。Cassandra 的数据模型是键值和面向列的系统之间的混合体，其中数据基于分区键在节点之间进行分区，并存储在列族中。Cassandra 支持可调一致性，允许用户根据其特定需求调整数据一致性和性能之间的平衡。
Graphite 架构
Graphite 的架构由几个组件组成，包括 Carbon、Whisper 和 Graphite-web。Carbon 负责从各种来源接收指标，将它们缓存在内存中，并将它们存储在 Whisper 文件中。Whisper 是一种基于文件的时序数据库格式，可有效管理数据保留和聚合。Graphite-web 是 Web 应用程序，它提供用户界面，用于查询和可视化存储的时序数据。Graphite 可以部署在单台服务器上，也可以分布在多台服务器上，以提高性能和可扩展性。
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Apache Cassandra 功能
线性可扩展性
Cassandra 可以水平扩展，向集群添加节点以适应不断增长的工作负载并保持一致的性能。
高可用性
由于没有单点故障并支持数据复制，Cassandra 确保即使在节点发生故障时，数据始终可访问。
可调一致性
用户可以根据其应用程序的需求，通过调整一致性级别来平衡数据一致性和性能。
Graphite 功能
实时监控和可视化
Graphite 提供实时监控和可视化功能，允许用户跟踪和分析其收集的时序数据。
灵活的查询和聚合函数
Graphite 支持广泛的功能，用于查询、转换和聚合时序数据，使用户能够创建根据其特定需求量身定制的自定义图表和仪表板。
数据保留和聚合
Graphite 的 Whisper 数据库格式自动管理数据保留和聚合，从而减少存储需求并提高查询性能。
Apache Cassandra 用例
消息传递和社交媒体平台
Cassandra 的高可用性和低延迟使其适用于需要快速、一致地访问用户数据的消息传递和社交媒体应用程序。
物联网和分布式系统
凭借其处理跨分布式节点的大量数据的能力，Cassandra 是物联网应用程序和其他生成海量数据流的分布式系统的绝佳选择。
电子商务
Cassandra 非常适合电子商务用例，因为它能够支持实时库存状态等功能，并且其架构还允许通过允许区域特定数据更靠近用户来减少延迟。
Graphite 用例
应用程序性能监控
Graphite 广泛用于监控应用程序和服务的性能，帮助开发人员和运营团队跟踪关键指标，例如响应时间、错误率和资源利用率。通过实时可视化这些指标，用户可以识别性能瓶颈、检测问题并优化其应用程序以获得更好的性能和可靠性。
基础设施和系统监控
Graphite 也常用于监控服务器、网络和其他基础设施组件的运行状况和性能。通过收集和分析 CPU 使用率、内存消耗、网络延迟和磁盘 I/O 等指标，IT 管理员可以确保其基础设施平稳运行，并在潜在问题影响系统性能或可用性之前主动解决这些问题。
业务分析和指标
除了技术监控之外，Graphite 还可以用于跟踪和可视化与业务相关的指标，例如用户参与度、销售数据或营销活动绩效。通过随着时间的推移可视化和分析这些指标，业务利益相关者可以深入了解趋势，发现增长机会，并做出数据驱动的决策以改进其运营。
Apache Cassandra 定价模型
Apache Cassandra 是一个开源项目，其使用不收取任何许可费。但是，在部署自托管 Cassandra 集群时，可能会产生硬件、托管和运营费用。此外，一些托管 Cassandra 服务（例如 DataStax Astra 和 Amazon Keyspaces）根据数据存储、请求吞吐量和支持等因素提供不同的定价模型。
Graphite 定价模型
Graphite 是一个开源项目，因此，用户可以免费下载、安装和使用它，而无需支付任何许可费。但是，用户有责任设置和维护自己的 Graphite 基础设施，这可能涉及与服务器硬件、存储和运营费用相关的成本。还有一些商业产品和服务建立在 Graphite 之上或与之集成，以不同的价格点提供额外的功能、支持或托管选项。
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