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，决定哪个数据库的优势最大、缺点最少，是一项重要的决策。下面您将找到 Apache Cassandra 和 Prometheus 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 Prometheus 在涉及时间序列数据的工作负载方面的性能，而不是针对所有可能的用例。时间序列数据通常在数据库性能方面提出了独特的挑战。这是因为写入的数据量很大以及访问该数据的查询模式。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 Prometheus 对比细分
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| 数据库模型 | 分布式宽列数据库 |
时间序列数据库 |
| 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分布在集群中的节点之间，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 |
Prometheus 使用拉取模型，它以给定的间隔从配置的目标中抓取指标。它以自定义、高效的本地存储格式存储时间序列数据，并支持多维数据收集、查询和警报。它可以作为服务器上的单个二进制文件或容器平台（如 Kubernetes）上部署。 |
| 许可证 | Apache 2.0 |
Apache 2.0 |
| 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 |
监控、警报、可观测性、系统指标、应用程序指标 |
| 可扩展性 | 水平可扩展，支持数据分区、复制，并随着节点的添加实现线性扩展 |
Prometheus 专为可靠性而设计，可以垂直扩展（单个节点增加资源）或通过联邦扩展（分层设置，其中 Prometheus 服务器从其他 Prometheus 服务器抓取指标） |
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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，旨在处理跨多个通用服务器的大量数据。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。
Prometheus 概述
Prometheus 是一个开源监控和警报工具包，最初于 2012 年在 SoundCloud 开发。此后，它已成为广泛采用的监控解决方案，并且是云原生计算基金会 (CNCF) 项目的一部分。Prometheus 专注于为容器化和基于微服务的环境提供实时洞察和警报。其主要用例是监控基础设施和应用程序，重点是可靠性和可扩展性。
Apache Cassandra 用于时间序列数据
由于 Cassandra 的分布式架构和对基于时间的分割的支持，它可以用于处理时间序列数据。可以使用基于时间范围的分区键有效地存储和检索时间序列数据，从而确保快速访问数据点。
Prometheus 用于时间序列数据
Prometheus 专为时间序列数据而设计，因为它的主要重点是基于基础设施和应用程序的状态进行监控和警报。它使用拉取模型，Prometheus 服务器定期从目标系统抓取指标。此模型适用于监控动态环境，因为它允许自动发现和监控新实例。但是，Prometheus 并非旨在作为通用时间序列数据库，并且可能不是高基数或长期数据存储的最佳选择。
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布数据的唯一标识符，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。
Prometheus 关键概念
- 指标：系统特定方面的数字表示，例如 CPU 使用率或内存消耗。
- 时间序列：指标的数据点集合，按时间戳索引。
- 标签：键值对，为指标提供元数据和上下文，从而实现更精细的查询和聚合。
- PromQL：Prometheus 使用自己的查询语言 PromQL（Prometheus 查询语言）来查询时间序列数据和生成警报。
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系统的混合体，其中数据基于分区键跨节点进行分区，并存储在列族中。Cassandra 支持可调的一致性，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。
Prometheus 架构
Prometheus 是一个单服务器、独立的监控系统，它使用拉取方法从目标系统收集指标。它以自定义、高度压缩的磁盘格式存储时间序列数据，并针对快速查询和低资源使用率进行了优化。Prometheus 的架构是模块化和可扩展的，具有导出器、服务发现机制以及与其他监控系统的集成等组件。作为一个非分布式系统，它缺乏内置的集群或水平可扩展性，但它支持联邦，允许多个 Prometheus 服务器共享和聚合数据。
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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
由于没有单点故障且支持数据复制，Cassandra 确保数据始终可访问，即使在节点发生故障时也是如此。
可调的一致性
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。
Prometheus 功能
拉取模型
Prometheus 通过主动抓取目标来收集指标，从而实现动态环境的自动发现和监控。
PromQL
强大的 Prometheus 查询语言允许对时间序列数据进行富有表现力和灵活的查询。
警报
Prometheus 支持基于用户定义的规则进行警报，并与各种警报管理和通知系统集成。
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使区域特定数据更接近用户来减少延迟。
Prometheus 用例
基础设施监控
Prometheus 广泛用于监控容器化和基于微服务的 инфраструктура（包括 Kubernetes 和 Docker 环境）的健康状况和性能。
应用程序性能监控 (APM)
Prometheus 可以使用客户端库收集自定义应用程序指标，并实时监控应用程序性能。
警报和异常检测
Prometheus 使组织能够根据特定阈值或条件设置警报，帮助他们快速识别和响应潜在问题或异常。
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。
Prometheus 定价模型
Prometheus 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 Prometheus 服务器时，可能会产生硬件、托管和运营费用。此外，一些基于云的托管 Prometheus 服务（例如 Grafana Cloud 和 Weave Cloud）根据数据保留、查询速率和支持等因素提供不同的定价模型。
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