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,针对您的特定用例和数据模型,确定哪个数据库的优势最多、缺点最少是一个重要的决定。下面您将找到 Apache Cassandra 和 OSI PI 数据历史记录器的关键概念、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 OSI PI 数据历史记录器在涉及时间序列数据的工作负载中的性能,而不是所有可能的用例。时间序列数据通常在数据库性能方面提出了独特的挑战。这是由于大量数据被写入以及访问这些数据的查询模式。本文无意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 OSI PI 数据历史记录器分解


 
数据库模型

分布式宽列数据库

时间序列数据库/数据历史记录器

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分布在集群中的节点上,Cassandra 支持可调的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。

OSIsoft PI System 是一套软件产品,专为工业环境中的实时数据收集、存储和时间序列数据分析而设计。PI System 以 PI Server 为中心构建,PI Server 存储、处理数据并将其服务于客户端,它可以部署在本地或云端。

许可证

Apache 2.0

闭源

用例

高写入吞吐量应用程序、时间序列数据、消息传递系统、推荐引擎、物联网

工业数据管理、实时监控、资产健康跟踪、预测性维护、能源管理

可扩展性

水平可扩展,支持数据分区、复制,并且随着节点的添加实现线性扩展

通过分布式架构、数据复制和数据联合支持水平扩展,以实现大规模部署

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Apache Cassandra 概述

Apache Cassandra 是一种高度可扩展、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、延迟要求低的应用程序的热门选择。

OSI PI 数据历史记录器概述

OSI PI,也称为 OSIsoft PI System,是一个企业级数据管理和分析平台,专门设计用于处理来自工业过程、传感器和其他来源的时间序列数据。PI System 由 OSIsoft(2021 年被 AVEVA 收购)开发,自 20 世纪 80 年代推出以来,已广泛应用于能源、制造、公用事业和制药等各个行业。它能够实时收集、存储、分析和可视化大量时间序列数据,使组织能够获得洞察力、优化流程并改进决策。


Apache Cassandra 用于时间序列数据

Cassandra 可以用于处理时间序列数据,因为它具有分布式架构并支持基于时间的Partitioning。时间序列数据可以使用基于时间范围的分区键有效地存储和检索,从而确保快速访问数据点。

OSI PI 数据历史记录器用于时间序列数据

OSI PI 专为存储时间序列数据而创建,使其成为需要管理大量传感器和过程数据的组织的理想选择。它的架构和组件经过优化,可高效、低延迟地收集、存储和分析时间序列数据。PI System 的可扩展性和性能使其成为处理工业过程、物联网设备或其他来源生成的大量数据的组织的合适解决方案。


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:用于在集群中的多个节点之间分配数据的唯一标识符,确保均匀分配和快速数据检索。
  • 复制因子:存储在集群中不同节点上的数据副本数量,以提供容错和高可用性。
  • 一致性级别:一个可配置的参数,用于确定集群中读取/写入性能和数据一致性之间的权衡。

OSI PI 数据历史记录器关键概念

  • PI Server:PI System 的核心组件,负责数据收集、存储和管理。
  • PI 接口和 PI 连接器:从各种来源收集数据并将其发送到 PI Server 的软件组件。
  • PI 资产框架:一个建模框架,允许用户创建资产及其关联元数据的分层结构,从而更容易理解和分析数据。
  • PI DataLink:Microsoft Excel 的一个加载项,使用户能够直接从 Excel 访问和分析 PI System 数据。
  • PI ProcessBook:一个可视化工具,用于创建 PI System 数据的交互式图形显示。


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,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。

OSI PI 数据历史记录器架构

OSI PI 是一个围绕 PI Server 构建的数据管理平台,PI Server 负责数据收集、存储和管理。PI System 使用高效的专有时间序列数据库来存储数据。PI 接口和 PI 连接器从各种来源收集数据并将其发送到 PI Server。PI 资产框架 (AF) 允许用户以分层结构对其资产及其关联数据进行建模,从而更容易理解和分析数据。各种客户端工具(如 PI DataLink 和 PI ProcessBook)使用户能够访问和可视化存储在 PI System 中的数据。

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Apache Cassandra 功能

线性可扩展性

Cassandra 可以水平扩展,通过向集群添加节点来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且支持数据复制,即使在节点发生故障时,Cassandra 也能确保数据始终可访问。

可调一致性

用户可以通过根据应用程序的需求调整一致性级别来平衡数据一致性和性能。

OSI PI 数据历史记录器功能

数据收集和存储

OSI PI 的 PI 接口和 PI 连接器能够从各种来源无缝收集数据,而 PI Server 则有效地存储和管理数据。

可扩展性

PI System 具有高度可扩展性,允许组织处理大量数据和不断增长的数据源,而不会影响性能。

资产建模

PI 资产框架 (AF) 提供了一种强大的方式来建模资产及其关联数据,从而更容易理解和分析复杂的工业流程。

数据可视化

诸如 PI DataLink 和 PI ProcessBook 之类的工具使用户能够分析和可视化存储在 PI System 中的数据,从而促进更好的决策和流程优化。


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,因为它能够支持诸如实时库存状态之类的事情,并且它的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。

OSI PI 数据历史记录器用例

流程优化

OSI PI 可以通过提供来自传感器和其他来源的时间序列数据的实时洞察力,帮助组织识别效率低下之处、监控性能并优化其工业流程。

预测性维护

通过分析历史数据并检测模式或异常,OSI PI 使组织能够实施预测性维护策略,从而减少设备停机时间和维护成本。

能源管理

OSI PI 可用于跟踪各种资产和流程的能源消耗,从而使组织能够确定需要改进的领域并实施节能措施。


Apache Cassandra 定价模型

Apache Cassandra 是一个开源项目,使用它无需支付许可费。但是,在部署自行管理的 Cassandra 集群时,可能会产生硬件、托管和运营费用。此外,一些托管的 Cassandra 服务(如 DataStax Astra 和 Amazon Keyspaces)提供基于数据存储、请求吞吐量和支持等因素的不同定价模型。

OSI PI 数据历史记录器定价模型

OSI PI 的定价通常基于数据源数量、用户数量和所需支持级别等因素的组合。定价详情不公开,因为它们是根据组织的具体需求以报价形式提供的。