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多,而劣势最少,是一个重要的决定。下面您将找到 Elasticsearch 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 Elasticsearch 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。时序数据通常在数据库性能方面提出了独特的挑战。这是由于正在写入的大量数据以及访问该数据的查询模式。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。

Elasticsearch 与 Graphite 分解


 
数据库模型

分布式搜索和分析引擎,面向文档

时序数据库

架构

Elasticsearch 构建于 Apache Lucene 之上,并使用 RESTful API 进行通信。它以灵活的 JSON 文档格式存储数据,并且数据会自动索引以实现快速搜索和检索。Elasticsearch 可以作为单节点、集群配置或托管云服务 (Elastic Cloud) 部署

Graphite 可以部署在本地或云端,并且它通过跨多个后端节点对数据进行分区来支持水平扩展。

许可证

Elastic 许可证

Apache 2.0

用例

全文搜索、日志和事件数据分析、实时应用程序监控、分析

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,支持数据分片、复制和分布式查询

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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Elasticsearch 概述

Elasticsearch 是一个开源的分布式搜索和分析引擎,构建于 Apache Lucene 之上。它于 2010 年首次发布,此后因其可扩展性、近乎实时的搜索能力和易用性而广受欢迎。Elasticsearch 旨在处理各种数据类型,包括结构化、非结构化和基于时间的数据。它通常与 Elastic Stack 中的其他工具结合使用,例如用于数据摄取的 Logstash 和用于数据可视化的 Kibana。

Graphite 概述

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。


Elasticsearch 用于时序数据

Elasticsearch 可用于时序数据存储和分析,这得益于其分布式架构、近乎实时的搜索能力以及对聚合的支持。但是,对于时序数据而言,它可能不如专用时序数据库那样优化。尽管如此,Elasticsearch 仍广泛用于日志和事件数据存储和分析,这些数据可以被视为时序数据。

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,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形和仪表板。但是,由于 Graphite 专门关注时序数据,因此它可能不适用于其他类型的数据或需要更高级数据建模或查询功能的用例。


Elasticsearch 关键概念

  • 倒排索引:Elasticsearch 使用的数据结构,用于实现快速高效的全文搜索。
  • 集群:一组 Elasticsearch 节点,它们协同工作以分配数据和处理任务。
  • 分片:Elasticsearch 索引的分区,允许将数据分布在多个节点上,以提高性能和容错能力。

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 使用率序列、一个内存使用率序列和一个磁盘使用率序列。
  • Whisper:Whisper 是 Graphite 使用的固定大小、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 中指标的守护进程。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。


Elasticsearch 架构

Elasticsearch 是一个分布式的 RESTful 搜索和分析引擎,它使用无模式 JSON 文档数据模型。它构建于 Apache Lucene 之上,并提供用于索引、搜索和分析数据的高级 API。Elasticsearch 的架构设计为水平可扩展,数据分布在集群中的多个节点上。数据使用倒排索引进行索引,这使得能够进行快速高效的全文搜索。

Graphite 架构

Graphite 的架构由多个组件组成,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 可以部署在单个服务器上,也可以分布在多个服务器上,以提高性能和可扩展性。

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Elasticsearch 功能

Elasticsearch 提供强大的全文搜索功能,支持复杂查询、评分和相关性排名。

可扩展性

Elasticsearch 的分布式架构实现了水平可扩展性,使其能够处理大量数据和高查询负载。

聚合

Elasticsearch 支持各种聚合操作,例如总和、平均值和百分位数,这些操作对于分析和汇总数据非常有用。

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收集到的时序数据。

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定制的自定义图形和仪表板。

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。


Elasticsearch 用例

日志和事件数据分析

Elasticsearch 广泛用于存储和分析日志和事件数据,例如 Web 服务器日志、应用程序日志和网络事件,以帮助识别模式、解决问题和监控系统性能。

Elasticsearch 是在应用程序、网站和内容管理系统中实现全文搜索功能的流行选择,因为它具有强大的搜索功能和灵活的数据模型。

安全分析

Elasticsearch 与其他 Elastic Stack 组件结合使用,可用于安全分析,例如监控网络流量、检测异常和识别潜在威胁。

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,帮助开发人员和运维团队跟踪关键指标,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健康状况和性能。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效果。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。


Elasticsearch 定价模型

Elasticsearch 是开源软件,可以自托管,无需任何许可费用。但是,应考虑运营成本,例如硬件、托管和维护。Elasticsearch 还提供名为 Elastic Cloud 的托管云服务,该服务根据存储、计算资源和支持等因素提供各种定价层级。Elastic Cloud 包括其他功能和工具,例如 Kibana、机器学习和安全功能。

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,而无需任何许可费用。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。