[NOSQL] Cassandra 数据库系统简单介绍.doc

Apache Cassandra 是一种开源的分布式 NoSQL 数据库系统，设计用于处理大规模数据，具有高可用性、可扩展性和强一致性的特点。它最初由 Facebook 开发，借鉴了 Google BigTable 的数据模型和 Amazon Dynamo 的分布式架构。Cassandra 在 2008 年开源后，因其出色的可扩展性而被许多知名 Web 2.0 公司，如 Digg 和 Twitter，广泛采用。 Cassandra 的数据模型是基于列的，与传统的关系型数据库不同，它采用面向列的 ColumnFamily 模型，允许灵活的模式定义。数据存储在 ColumnFamily 中，类似于 BigTable 的表格。ColumnFamily 是由 Row（行）组成的，每一行都有一个唯一的 Key。在 Row 下，数据以 Column（列）的形式存储，每个 Column 包含一个名称、一个值和一个时间戳。此外，Cassandra 还支持 SuperColumn，它是一个 Column 的集合，提供了一种层次化的数据结构。 Cassandra 的架构是完全分布式且基于 P2P 的，使用 O(1)DHT（分布式哈希表）实现，这意味着数据分散在网络中的各个节点上，每个节点都可以独立服务。新节点的加入和移除非常简便，无需停机或数据迁移。在数据复制方面，Cassandra 提供了一致性策略的选择，允许在一致性、可用性和网络分区容错之间进行权衡，以适应不同的业务需求。 Cassandra 的主要特性包括： 1. **模式灵活性**：数据模式可以在运行时动态调整，无需预先定义所有字段。 2. **真正的可扩展性**：可以通过简单地添加新节点来扩展集群，无需停机或数据迁移。 3. **多数据中心支持**：支持跨多个地理位置的部署，确保数据的冗余和容灾能力。 4. **范围查询**：允许按键的范围进行查询，提供更灵活的数据检索方式。 5. **列表数据结构**：支持超级列，可以创建多维数据结构，方便索引和管理。 6. **分布式写操作**：写操作可以在任何节点执行，无单点故障。 在 Cassandra 中，Keyspace 是逻辑上的数据库，可以视为存储不同应用数据的容器。每个 Keyspace 可以有不同的复制策略和一致性级别。ColumnFamily 是数据的实体，类似于表格，而 Row 是其内部的唯一标识，Column 和 SuperColumn 则是数据的存储单元。 Cassandra 作为一款 NoSQL 数据库，以其强大的分布式特性和灵活的数据模型，成为了处理大规模、分布式环境下的结构化数据的理想选择。它的设计目标是处理大量实时数据，支持高并发读写操作，并能够在大规模集群中保持稳定和高效。