（一）认识InfluxDB

news2024/11/23 10:14:26

以下内容来自 尚硅谷，写这一系列的文章，主要是为了方便后续自己的查看，不用带着个PDF找来找去的，太麻烦！

第 1 章 认识InfluxDB

1.1 InfluxDB的使用场景

  • InfluxDB是一种时序数据库，时序数据库通常被用在监控场景，比如运维和 IOT（物联网）领域。这类数据库旨在存储时序数据并实时处理它们。

  • 比如，我们可以写一个程序将服务器上CPU的使用情况每隔 10 秒钟向InfluxDB中写入一条数据。接着，我们写一个查询语句，查询过去 30 秒CPU的平均使用情况，然后让这个查询语句也每隔 10 秒钟执行一次。最终，我们配置一条报警规则，如果查询语句的执行结果>xxx，就立刻触发报警。

  • 上述就是一个指标监控的场景，在IOT领域中，也有大量的指标需要我们监控。比如，机械设备的轴承震动频率，农田的湿度温度等等。

1.2 为什么不用关系型数据库

1.2.1 写入性能

  • 关系型数据库也是支持时间戳的，也能够基于时间戳进行查询。但是，从我们的使用场景出发，需要注意数据库的写入性能。通常，关系型数据库会采用B+树数据结构，在数据写入时，有可能会触发叶裂变，从而产生了对磁盘的随机读写，降低写入速度。

  • 当前市面上的时序数据库通常都是采用LSM Tree的变种，顺序写磁盘来增强数据的写入能力。网上有不少关于性能测试的文章，大家可以自己去参考学习，通常时序数据库都会保证在单点每秒数十万的写入能力。

1.2.2 数据价值

  • 我们之前说，时序数据库一般用于指标监控场景。这个场景的数据有一个非常明显的特点就是冷热差别明显。通常，指标监控只会使用近期一段时间的数据，比如我只查询某个设备最近 10 分钟的记录， 10 分钟前的数据我就不再用了。那么这 10 分钟前的数据，对 我们来说就是冷数据，应该被压缩放到磁盘里去来节省空间。而热数据因为经常要用，数据库就应该让它留在内存里，等待查询。而市面上的时序数据库大都有类似的设计。

1.2.3 时间不可倒流，数据只写不改

  • 时序数据是描述一个实体在不同时间所处的不同状态。
    在这里插入图片描述

  • 就像是我们打开任务管理器，查看CPU的使用情况。我发现CPU占用率太高了，于是杀死了一个进程，但 10 秒前的数据不会因为我关闭进程再发生改变了。

  • 这是时序数据的一大特点。与之相应，时序数据库基本上是插入操作较多，而且还没有什么更新需求。

1.3 1.X版本的TICK技术栈与 2 .X版本的进一步融合

  • 根据上文的介绍，我们首先可以知道时序数据一般用在监控场景。大体上，数据的应用可以分为 4 步走。

    • （ 1 ）数据采集
    • （ 2 ）存储
    • （ 3 ）查询（包括聚合操作）
    • （ 4 ）报警

  • 这样一看，只给一个数据库其实只能完成数据的存储和查询功能，上游的采集和下游的报警都需要自己来实现。因此InfluxData在InfluxDB1.X的时候推出了TICK生态来推出start全套的解决方案。

  • TICK 4 个字母分别对应 4 个组件。
    ⚫ T : Telegraf - 数据采集组件，收集&发送数据到InfluxDB。
    ⚫ I : InfluxDB - 存储数据&发送数据到Chronograf。
    ⚫ C : Chronograf - 总的用户界面，起到总的管理功能。
    ⚫ K : Kapacitor - 后台处理报警信息。

  • 到了 2 .x，TICK进一步融合，ICK的功能全部融入了InfluxDB，仅需安装InfluxDB就能得到一个管理页面，而且附带了定时任务和报警功能。

1.4 influxDB版本比较与选型

1.4.1 版本特性比较

  • 2020 年InfluxDB推出了 2 .0的正式版。 2 .x同 1 .x相比，底层引擎原理相差不大，但会涉及一些概念的转变（例如db/rp换成了org/bucket）。另外，对于TICK生态来说， 1 .x需要自己配置各个组件。2.x则是更加方便集成，有很棒的管理页面。

  • 另外，在查询语言方面，1.x是使用InfluxQL进行查询，它的风格近似SQL。2.x推出了FLUX查询语言，可以使用函数与管道符，是一种更符合时序数据特性的更具表现力的查询语言。

1.4.2 选型（本文档使用InfluxDB 2. 4）

  • 市场现状：目前企业里面用 InfluxDB 1.X 和 InfluxDB 2.X 都有人在用，数量上InfluxDB1.X 占多一些。

  • 易用性：在开发中，InfluxDB 1.X集成生态会比较麻烦，InfluxDB 2.X相对来说更加便利。

  • 性能：InfluxDB 1.X和 2 .X的内核原理基本一致，性能上差距不大。

  • 集群：InfluxDB从 0 .11版本开始，就闭源了集群功能的代码。也就是说，你只能免费试用InfluxDB的单节点版（开源），想要集群等功能就需要购买企业版。不过就InfluxDB 1.8来说，有开源项目根据 0. 11 的代码思路提供了InfluxDB开源的集群方案。也
    有开源项目给InfluxDB 2. 3 增加了反向代理功能，让我们可以横向拓展InfluxDB的服务能
    力。项目参考地址：

项目地址
InfluxDB Cluster对应 1.8.10：https://github.com/chengshiwen/influxdb-cluster
InfluxDB Proxy对应 1.2 - 1.8：https://github.com/chengshiwen/influx-proxy
InfluxDB Proxy对应 2.3：https://github.com/chengshiwen/influx-proxy/tree/influxdb-v

  • FLUX语言支持：自InfluxDB 1.7 和 InfluxDB 2.0以来，InfluxDB推出了一门独立的新的查询语言FLUX，而且作为一个独立的项目来运作。InfluxData公司希望FLUX语言能够成为一个像SQL一样的通用标准，而不仅仅是查询InfluxDB的特定语言。而且不管是你是选择InfluxDB 1.X 还是 2.X 最终都会接触到FLUX。不过2.X 对FLUX的支持性要更好一些。

  • InfluxDB产品概况：

    • InfluxDB 1.8 在小版本上还在更新，主要是修复一些BUG，不再添加新特性
    • InfluxDB 2. 4 这是InfluxDB较新的版本，仍然在增加新的特性。
    • InfluxDB 企业版 1.9 需要购买，相比开源版，它有集群功能。
    • InfluxDB Cloud，免部署，跑在InfluxData公司的云服务器上，你可以使用客户端来操作。功能上对应开源版的 2. 4

  • 2 .x 与 1.x的主要区别：两个版本的内核原理基本一致，性能上的差别不大。差别主要是在，权限管理方式不同， 2 .x TICK的集成性比 1 .x好， 1 .x中的database到了 2 .x中变成了bucket等。

  • 最终，本文选择 Influx 2. 4 来进行写作，学会使用 InfluxDB 2. 4 后应当也能知道 InfluxDB 1.7及以上版本的开发。写作过程遇到与InfluxDB1.8不同的地方，会做一些提醒。

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