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决定哪个数据库的优势最大,缺点最少,是一个重要的决定。下面您将找到 Elasticsearch 和 M3 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 M3 在涉及时序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;它只是提供每个数据库的概述,以便您可以做出明智的决定。
Elasticsearch 与 M3 分解
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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 可以作为单节点部署、在集群配置中部署或作为托管云服务(Elastic Cloud)部署 |
M3 堆栈可以部署在本地或云端,使用 Kubernetes 等容器化技术,或者作为 AWS 或 GCP 等平台上的托管服务 |
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、大规模指标处理 |
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,专为高可用性和大规模部署而设计 |
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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。
M3 概述
M3 是一个完全用 Go 编写的分布式时序数据库。它旨在收集大量监控时序数据,以水平可扩展的方式分配存储,并有效利用硬件资源。M3 最初由 Uber 开发,作为 Prometheus 和 Graphite 的可扩展远程存储后端,后来开源以供更广泛的使用。
用于时序数据的 Elasticsearch
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,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,这可以被视为时序数据。
用于时序数据的 M3
M3 专为时序数据而设计。它是一个分布式且可扩展的时序数据库,针对处理大量高分辨率数据点进行了优化,使其成为存储、查询和分析时序数据的理想解决方案。
M3 的架构侧重于提供快速高效的查询功能以及高摄取率,这对于处理时序数据至关重要。其水平可扩展性和高可用性确保它可以处理大规模部署的需求,并在数据量增长时保持性能。
Elasticsearch 关键概念
- 倒排索引:Elasticsearch 使用的一种数据结构,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,允许数据分布在多个节点上,以提高性能和容错能力。
M3 关键概念
- 时序压缩:M3 具有压缩时序数据的能力,从而显著节省内存和磁盘空间。它使用两种压缩算法,M3TSZ 和 protobuf 编码,以实现高效的数据压缩。
- 分片:M3 使用分配给物理节点的虚拟分片。时序键哈希到一组固定的虚拟分片,使水平扩展和节点管理无缝衔接。
- 一致性级别:M3 为读取和写入操作以及集群连接操作提供可变的一致性级别。写入一致性级别包括 One(单个节点成功)、Majority(大多数节点成功)和 All(所有节点成功)。读取一致性级别为 One,对应于从单个节点读取
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,从而实现快速高效的全文搜索。
M3 架构
M3 设计为水平可扩展并处理高数据吞吐量。它使用 fileset 文件作为长期存储的主要单元,存储时序值的压缩流。这些文件在块时间窗口变得不可访问后刷新到磁盘。M3 具有提交日志,相当于其他数据库中的提交日志或预写日志,这确保了数据完整性。客户端对等流负责从对等方获取块以进行引导。M3 还实施缓存策略,通过确定哪些刷新块保留在内存中来优化高效读取。
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Elasticsearch 功能
全文搜索
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。
M3 功能
提交日志
M3 使用提交日志来确保数据完整性,为写入操作提供持久性。
对等流
M3 的客户端对等流从对等方获取数据块以进行引导,从而优化数据检索和分发。
缓存机制
M3 实施各种缓存策略,以有效管理内存使用,将频繁访问的数据块保存在内存中以加快读取速度。
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。
全文搜索
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、检测异常情况以及识别潜在威胁。
M3 用例
监控和可观测性
M3 特别适用于大规模监控和可观测性任务,因为它可以存储和管理由基础设施、应用程序和微服务生成的大量时序数据。组织可以使用 M3 来分析、可视化和检测从各种来源收集的指标中的异常情况,使他们能够识别潜在问题并优化其系统。
物联网和传感器数据
M3 可用于存储和处理物联网设备和传感器生成的大量时序数据。通过处理来自数百万个设备和传感器的数据,M3 可以为组织提供有关其连接设备的性能、使用模式和潜在问题的宝贵见解。此信息可用于优化、预测性维护和提高物联网系统的整体效率。
金融数据分析
金融组织可以使用 M3 来存储和分析与股票、债券、商品和其他金融工具相关的时序数据。通过提供快速高效的查询功能,M3 可以帮助分析师和交易员根据历史趋势、当前市场状况和潜在的未来发展做出更明智的决策。
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。
M3 定价模型
M3 是一个开源数据库,可以免费使用,但您必须考虑管理基础设施和用于运行 M3 的硬件的成本。Chronosphere 是 M3 与 Uber 的共同维护者,并且还提供使用 M3 作为后端存储层的托管可观测性服务。
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