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多、劣势最少是一个重要的决定。下面您将找到 Elasticsearch 和 Prometheus 的关键概念、架构、特性、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 Prometheus 在涉及时间序列数据的工作负载中的性能,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。本文无意论证哪个数据库更好;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 Prometheus 细分


 
数据库模型

分布式搜索和分析引擎,面向文档

时间序列数据库

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 可以部署为单节点、集群配置或托管云服务 (Elastic Cloud)

Prometheus 使用拉取式模型,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、查询和告警。它可以作为单个二进制文件部署在服务器上或容器平台(如 Kubernetes)上。

许可

Elastic 许可

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、告警、可观测性、系统指标、应用程序指标

可扩展性

水平可扩展,支持数据分片、复制和分布式查询

Prometheus 专为可靠性而设计,可以垂直扩展(单节点增加资源)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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Elasticsearch 概述

Elasticsearch 是一个构建于 Apache Lucene 之上的开源分布式搜索和分析引擎。它于 2010 年首次发布,此后因其可扩展性、近实时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。

Prometheus 概述

Prometheus 是一个开源监控和告警工具包,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告警。它的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。


Elasticsearch 用于时间序列数据

由于其分布式架构、近实时搜索能力和对聚合的支持,Elasticsearch 可用于时间序列数据存储和分析。但是,对于时间序列数据而言,它可能不如专用时间序列数据库那样优化。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间序列数据。

Prometheus 用于时间序列数据

Prometheus 专门为时间序列数据设计,因为它的主要重点是基于基础设施和应用程序状态的监控和告警。它使用拉取式模型,其中 Prometheus 服务器以规则的间隔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。


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:一组协同工作的 Elasticsearch 节点,用于分发数据和处理任务。
  • 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。

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并生成告警。


Elasticsearch 架构

Elasticsearch 是一个分布式、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,这使得快速高效的全文搜索成为可能。

Prometheus 架构

Prometheus 是一个单服务器、独立的监控系统,它使用拉取式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,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,组件包括导出器、服务发现机制以及与其他监控系统的集成。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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Elasticsearch 特性

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,例如求和、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。

Prometheus 特性

拉取式模型

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。

告警

Prometheus 支持基于用户定义规则的告警,并与各种告警管理和通知系统集成。


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。

由于其强大的搜索功能和灵活的数据模型,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。

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。

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 инфраструктуры 的健康和性能,包括 Kubernetes 和 Docker 环境。

应用性能监控 (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。

告警和异常检测

Prometheus 使组织能够根据特定阈值或条件设置告警,帮助他们快速识别和响应潜在问题或异常。


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。

Prometheus 定价模型

Prometheus 是一个开源项目,使用它没有任何许可费用。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。