Changes between Version 13 and Version 14 of HyperTable


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Mar 20, 2008, 5:40:45 PM (17 years ago)
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chwhs
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  • HyperTable

    v13 v14  
    99    總結來說Hypertable是一個高效能，分散式，開放源碼，與欄位導向的資料庫，可以儲存,處理叢集電腦上大量的節構化與非結構化的資料，Hypertable提供C++的API及HQL(Hypertable Query Language)給用戶端來存取資料庫內容。Hypertable的用途並不是為了取代傳統的資料庫管理系統(像是MySQL與Oracle DB)，而是為了可以儲存與管理大量的資料集。傳統的關連式資料庫RDBMs(Relational Database Management)是交易導向式，提供許多進階功能給使用者查詢結構化的資料庫內容。Hypertable為了逹到規模可彈性調整以及高效能的輸出，捨棄像是RDBMs常在使用的join或其他query的功能特色，MySQL之類的RDBMs系統屬於row-oriented較適合用於寫入動作較頻繁的工作負載情形，Hypertable屬於column-oriented較適合讀取動作較頻繁的工作負載情形。Hypertable建構於分散式檔案系統(DFS)之上，目前有許多DFS系統，任一DFS均可架設Hypertable，一套DFS可以讓許多機器看起來就好像單一虛擬磁碟，而且都均有容錯與備份機制，因此DFSs可以結合許多叢集電腦的儲存資源，提供高速與大資料量的存取效能，故Hypertable架構在DFS之上也就可以提供高速與高容量的資料庫儲存空間。   
    1010== 【How it works】 ==
    11 Hypertable  將資料運用主鍵排列儲存在table裡。資料庫所有cell的值都是不解釋的字符數組串,沒有任何類型與型態。Hypertables藉由將tables切割成連續的範圍,並分佈儲存到不同的實體機器上,來擴大規模。Hypertable cluster有兩種server: (1) Range Servers -  掌管一個範圍內的一連串資料; (2)  Master Servers - 處理管理工作和監督 Range Servers。單一實體機器可以同時跑 Range Server process 和 Master Server process。單一Range Server可以掌管許多不連續的ranges;單一 Master Server負責很聰明地將它們做分散的規劃管理。如果某單一range滿了的話,range則被分半並重新配置。上半部的range不變,下半部的range則被Master Server重新指定到一個新的Range Server。預設最大的range size是200MB。如果全部的 Range Servers都已滿了, Master Servers則會將ranges搬移到較少較不滿的Range Servers。ranges的清單及它們位在哪裡以METADATA型式存在table裡,如同正規的table一樣與Hypertable共存。而Hyperspace 提供一個類似一般正規檔案系統的命名空間,並為客戶端扮演一個鎖定管理者做控管。
    12 　
    13 以下是一個例子,顯示了存在Hypertable裡的資料是怎麼樣的，和該如何為非同質性的資料組儲存tags 和reviews。線上商店有許多商品項目,包括玩偶．傢俱和帽子。列識別符為玩偶．傢俱和帽子的名字,並且有許多行用來描述其每個tag 和review。前四行指示這個tag的行家族之資料點是tag,行識別符是標籤的名稱,值是我們想給其加上什麼標籤值。第五第六行家族指示它是個review,識別符是書寫者的名稱,其內容值才是真正的review。
     11 * Hypertable  將資料運用主鍵排列儲存在table裡。資料庫所有cell的值都是不解釋的字符數組串,沒有任何類型與型態。Hypertables藉由將tables切割成連續的範圍,並分佈儲存到不同的實體機器上,來擴大規模。Hypertable cluster有兩種server: (1) Range Servers -  掌管一個範圍內的一連串資料; (2)  Master Servers - 處理管理工作和監督 Range Servers。單一實體機器可以同時跑 Range Server process 和 Master Server process。單一Range Server可以掌管許多不連續的ranges;單一 Master Server負責很聰明地將它們做分散的規劃管理。如果某單一range滿了的話,range則被分半並重新配置。上半部的range不變,下半部的range則被Master Server重新指定到一個新的Range Server。預設最大的range size是200MB。如果全部的 Range Servers都已滿了, Master Servers則會將ranges搬移到較少較不滿的Range Servers。ranges的清單及它們位在哪裡以METADATA型式存在table裡,如同正規的table一樣與Hypertable共存。而Hyperspace 提供一個類似一般正規檔案系統的命名空間,並為客戶端扮演一個鎖定管理者做控管。
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     13 * 以下是一個例子,顯示了存在Hypertable裡的資料是怎麼樣的，和該如何為非同質性的資料組儲存tags 和reviews。線上商店有許多商品項目,包括玩偶．傢俱和帽子。列識別符為玩偶．傢俱和帽子的名字,並且有許多行用來描述其每個tag 和review。前四行指示這個tag的行家族之資料點是tag,行識別符是標籤的名稱,值是我們想給其加上什麼標籤值。第五第六行家族指示它是個review,識別符是書寫者的名稱,其內容值才是真正的review。
    1414
    1515||key ||tag:striped ||tag:fourlegs ||tag:velvet ||tag:male ||tag:comfortable ||review:joey ||review:susan ||price:US ||price:EU
    … …  
    1818||Fedora ||3 ||0||145||34||78||""||"a very fine hat"||50.00||40.00||
    1919
    20 Hypertable 裡的schemas 非常有彈性, 只有行家族需要事先被定義。建立table的HQL命令如下﹔
     20 * Hypertable 裡的schemas 非常有彈性, 只有行家族需要事先被定義。建立table的HQL命令如下﹔
    2121CREATE TABLE Items {
    2222   tag,
    … …  
    2424   price
    2525 };
    26 資料以 key:value組的方式儲存。所有資料的修定版都儲存在Hypertable裡,所以時間戳記是keys裡相當重要的一個部分。每單一資料點的典型key是<row><column-family><column-qualifier><timestamp>。所挑選到的時間戳記通常會以一個range做傳入,然後回傳一整個range的所有值。這可以使得很容易看出資料的舊版本值和看其隨著時間的變化,並且可以確保之前的資料都有被儲存起來而不是被覆寫過去。這預設的行為可以被覆寫而儲存成一個固定號碼的最近版本,並允許較舊的版本做鬆散的垃圾收集。以下為Zebra列的時間戳記版本:
    27 
     26 * 資料以 key:value組的方式儲存。所有資料的修定版都儲存在Hypertable裡,所以時間戳記是keys裡相當重要的一個部分。每單一資料點的典型key是<row><column-family><column-qualifier><timestamp>。所挑選到的時間戳記通常會以一個range做傳入,然後回傳一整個range的所有值。這可以使得很容易看出資料的舊版本值和看其隨著時間的變化,並且可以確保之前的資料都有被儲存起來而不是被覆寫過去。這預設的行為可以被覆寫而儲存成一個固定號碼的最近版本,並允許較舊的版本做鬆散的垃圾收集。以下為Zebra列的時間戳記版本:
    2827
    2928||time ||key ||tag:striped ||tag:fourlegs ||tag:velvet||tag:male||tag:comfortable||review:joey||review:susan||price:US||price:EU||
    … …  
    3332||t=4||Zebra||||||||||||||||24.99||19.99||
    3433
    35 所以在t=4,如果Zebra列有以下這樣的值:
     34 * 所以在t=4,如果Zebra列有以下這樣的值:
    3635||t=4 ||Zebra ||804||216||1||6||9||"I REALLY like my zebra" ||24.99||19.99||
    3736
    38 Hypertable透過使用Cell Caches 和 Cell Stores 可以有效率的處理隨機更新。一個range實際上由許多Cell Stores組成。在一個cell store裡的所有列都是以列識別符做排序。Hypertable當一個寫入的動作發生,此資訊會先被寫入DFS的commit log,然後再存入Cell Cache的記憶體。 當Cell Cache達到大小限制,就會被壓縮並寫到硬碟裡成為Cell Store。Cell stores終究是不連續的,所以Heap Merge scanner負責聚集在cell cache 和cell store裡的key/value pairs,並且回傳排過序後的值。當range達到一個cell store的限制, Heap Merge就會啟動並且壓縮多個cell stores 成一個。不過在理想的狀況下,每個range最好只擁有單一的Cell Store。
     37 * Hypertable透過使用Cell Caches 和 Cell Stores 可以有效率的處理隨機更新。一個range實際上由許多Cell Stores組成。在一個cell store裡的所有列都是以列識別符做排序。Hypertable當一個寫入的動作發生,此資訊會先被寫入DFS的commit log,然後再存入Cell Cache的記憶體。 當Cell Cache達到大小限制,就會被壓縮並寫到硬碟裡成為Cell Store。Cell stores終究是不連續的,所以Heap Merge scanner負責聚集在cell cache 和cell store裡的key/value pairs,並且回傳排過序後的值。當range達到一個cell store的限制, Heap Merge就會啟動並且壓縮多個cell stores 成一個。不過在理想的狀況下,每個range最好只擁有單一的Cell Store。
    3938
    40 Hypertable 提供使用者可以透過存取群組機制來控制行資料如何實際地儲存在DFS裡。每一行家族屬於單一存取群組,所有再存取群組裡行家族的資料都實際地一起儲存在硬碟裡。這可以改善被存取頻繁的行家族之讀寫效能。以下舉個例子,一個table有100個行家族,但只有兩個行家族比較常被存取。如果這兩個行家族一起被儲存在他們自己的存取群組,那麼為了要存取它們,系統將作disk I/O只須針對這兩行。若沒有存取群組,即使只有兩行的資料要存取,這100行的資料都將實際地被讀寫。
     39 * Hypertable 提供使用者可以透過存取群組機制來控制行資料如何實際地儲存在DFS裡。每一行家族屬於單一存取群組,所有再存取群組裡行家族的資料都實際地一起儲存在硬碟裡。這可以改善被存取頻繁的行家族之讀寫效能。以下舉個例子,一個table有100個行家族,但只有兩個行家族比較常被存取。如果這兩個行家族一起被儲存在他們自己的存取群組,那麼為了要存取它們,系統將作disk I/O只須針對這兩行。若沒有存取群組,即使只有兩行的資料要存取,這100行的資料都將實際地被讀寫。
    4140
    4241== 【Performance】 ==