“物聯網架構”在物聯網應用使用關係資料庫還是NoSQL?

“物聯網架構”在物聯網應用使用關係資料庫還是NoSQL?

物聯網資料很複雜,需要多個使用者訪問,所以不要犯建立資料孤島的錯誤。

幾乎在每個行業,都有一個由物聯網資料驅動的數字化轉型正在進行中。重要的是要認識到物聯網不是關於事物的;而是那些東西創造和收集的資料。組織依靠這些資料提供更好的使用者體驗,做出更明智的業務決策,並最終推動其增長。

然而,如果沒有一個可靠的資料庫來處理物聯網裝置產生的大量資料,這一切都是不可能的。關係資料庫以靈活、易於使用和成熟而聞名。它們並不特別出名的是規模,這促使了NoSQL資料庫的建立。你可能知道也可能不知道,有一些方法可以克服這個缺點。

另一件需要注意的事情是,物聯網資料本質上是時間序列。透過使用像TimescaleDB這樣的時間序列資料庫,組織可以利用隱藏在機器生成資料中的洞察力來構建新特性、自動化流程和提高效率(稍後將對此進行更多介紹)。通常,工程團隊最終會將資料儲存在多個數據庫中:元資料儲存在關係資料庫中,時間序列資料儲存在NoSQL儲存中。不要這樣做。

下面,我們將概述您希望在NoSQL之上使用關係資料庫的主要原因,並解釋TimescaleDB + PostgreSQL可以為物聯網提供的優勢。

利用SQL及其生態系統

物聯網資料需要多樣化的、可定製的攝食管道,這需要一個具有廣泛生態系統的資料庫。要滿足這些需求,開發人員只需檢視SQL即可。

關係資料庫和SQL密不可分,許多跨組織的人員(例如內部資料分析師、應用程式開發人員或希望實時訪問資料的外部使用者)通常已經瞭解SQL。例如,在製造業中,有些團隊可能想要監視裝置維護和預測故障,有些團隊可能想要跟蹤生產率和運輸物流資料,等等。SQL使其變得容易。

此外,還有一些非常酷的功能,如:

連線:基於兩個或多個表之間的相關列,將這些行組合在一起

聚合:將多個行的值分組在一起,形成一個彙總值(即最小、最大、AVG)

視窗函式:對一組行進行操作,並從底層查詢中為每一行返回一個值(即PARTITION BY、ORDER BY)。

公共表表達式(CTEs):簡化複雜的連線和子查詢(即使用)

ROLLUPS: GROUP BY子句的擴充套件,允許您使用單個查詢生成多個分組集

此外,開發人員通常希望在現有的物聯網基礎設施上構建應用程式。SQL相容許多管理工具,流管道(如Kafka或RabbitMQ)、訊息傳遞協議(如MQTT)、視覺化工具(如Seeq)、工業自動化平臺(如Ignition),以及用於處理地理空間和其他資料型別的擴充套件。

模式(大綱)是一件好事

對於關係資料庫,您可以使用模式來幫助進行資料建模。雖然“無模式”資料庫看起來似乎更容易入門,但它們最終會導致重大的技術債務。使用者通常必須預先就如何儲存他們的資料做出設計決策,而這些決策在未來很難更改。這意味著,如果新的查詢模式需要不同的設定來提高效能,那麼它們將得不到很好的支援。

另一方面,使用SQL預先構建模式實際上支援複雜的查詢。使用者還可以使用一組DDL(資料定義語言)命令來調整和更新模式。但是,正確地建模資料以提高效能是很重要的。為給定的工作負載建立適當的索引和表模式可以顯著提高效能。相反,設計錯誤的模式會導致顯著的效能下降。

本質上,你需要的是一種靈活的模式,特別是在儲存半結構化資料時(例如,儲存來自收集不同測量值的物聯網感測器的讀數)。您還需要一個能夠靈活地管理和訪問資料的資料庫。特別是在物聯網中,您收集資料的裝置並不總是線上的,從而導致批次上傳的資料次序混亂。您還可能需要更新不正確的感測器測量值。關係模型很好地支援所有這些函式。

消除資料孤島

我們已經提到了這樣一個事實,即組織中很多人都知道SQL,它允許多個使用者訪問資料。我們經常從客戶那裡聽到,他們希望將時間序列資料庫與完整的關係系統結合在一起,並且希望能夠連線這些資料。

幸運的是,關係資料庫支援連線並消除了在多個位置儲存資料的需要。透過這樣做,組織還可以節省操作多個系統的開銷成本。此外,它們還可以避免與維護獨立資料庫相關的完整性問題,這就引出了我們的下一點。

依賴關係資料庫獲得可靠性

許多儲存敏感資料的組織依靠關係資料庫來保證資訊的安全。畢竟,關係資料庫早在70年代就出現了,並且在保證財富500強公司資料安全方面有著良好的記錄。

物聯網應用程式通常必須處理大量複雜的查詢和事務。使用關係資料庫,您可以確保這些事務將是程序的可靠性,這要歸功於ACID(原子性、一致性、隔離性、永續性)。如果您不熟悉,那麼可以告訴您,ACID是修改資料庫時使用的一組屬性。它們保證即使在遇到錯誤、斷電、崩潰等情況下,事務也是有效的。

物聯網選擇PostgreSQL + TimescaleDB

如果您正在尋找用於物聯網的關係資料庫,我們建議您選擇PostgreSQL。雖然我們似乎有些偏頗,但PostgreSQL的受歡迎程度依然堅定,並且連續第二次被db引擎評為年度最佳DBMS:

PostgreSQL首次釋出於1989年,今年已經30歲了,它的人氣達到了頂峰,沒有任何老化的跡象,擁有一個非常活躍的社群。由於其穩定性和特性集,PostgreSQL已經成為眾多開發人員首選的資料儲存。”

雖然還有其他的關係資料庫管理系統,但PostgreSQL和TimescaleDB為物聯網開發人員提供了顯著的優勢。

總結:

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