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- 数据库分类维度：关系型/非关系型、交易型/分析型
- NoSQL数据库的进一步分类
- OLTP市场规模：关系型数据库仍占营收大头
- 数据库市场份额：云服务和新兴厂商主导NoSQL
- 开源数据库 vs. 商业数据库
- 数据库三大阵营：传统厂商和云服务提供商
最近由于时间原因我写东西少了，在公众号上也转载过几篇搞数据库朋友的大作。按说我算是外行，没资格在这个领域品头论足，而当我看到下面这份报告时立即产生了学习的兴趣，同时也想就能看懂的部分写点心得体会分享给大家。
可能本文比较适合普及性阅读，让数据库领域资深的朋友见笑了：）
数据库分类维度：关系型/非关系型、交易型/分析型
首先是分类维度，上图中的纵轴分类为Relational Database（关系型数据库，RDBMS）和Nonrelational Database （非关系型数据库，NoSQL），横轴的分类为Operational（交易型，即OLTP）和Analytical（分析型，即OLAP）。
按照习惯我们先看关系型数据库，左上角的交易型类别中包括大家熟悉的商业数据库Oracle、MS SQL Server、DB2、Infomix，也包括开源领域流行的MySQL（MariaDB是它的一个分支）、PostgreSQL，还有云上面比较常见的SQL Azure和Amazon Aurora等。
比较有意思的是，SAP HANA正好位于交易型和分析型的中间分界处，不要忘了SAP还收购了Sybase，尽管后者今天不够风光了，而早年微软的SQL Server都是来源于Sybase。Sybase的ASE数据库和分析型Sybase IQ还是存在的。
右上角的分析型产品中包括几款知名的列式数据仓库Pivotal Greenplum、Teradata和IBM Netezza（已宣布停止支持），来自互联网巨头的Google Big Query和Amazon RedShift。至于Oracle Exadata一体机，它上面运行的也是Oracle数据库，其最初设计用途是OLAP，而在后来发展中也可以良好兼顾OLTP，算是一个跨界产品吧。
再来看非关系型数据库，左下角的交易型产品中，有几个我看着熟悉的MongoDB、Redis、Amazon DynamoDB和DocumentDB等；右下角的分析型产品包括著名的Hadoop分支Cloudera、Hortonworks（这2家已并购），Bigtable（来自Google，Hadoop中的HBase是它的开源实现）、Elasticsearch等。
显然非关系型数据库的分类要更加复杂，产品在应用中的差异化也比传统关系型数据库更大。Willian Blair很负责任地对它们给出了进一步的分类。
NoSQL数据库的进一步分类
上面这个图表应该说很清晰了。非关系型数据库可以分为Document-based Store（基于文档的存储）、Key-Value Store（键值存储）、Graph-based（图数据库）、Time Series（时序数据库），以及Wide Cloumn-based Store（宽列式存储）。
我们再来看下每个细分类别中的产品：
文档存储 ：MongoDB、Amazon DocumentDB、Azure Cosmos DB等
Key-Value存储 ：Redis Labs、Oracle Berkeley DB、Amazon DynamoDB、Aerospike等
图数据库 ：Neo4j等
时序数据库 ：InfluxDB等
WideCloumn ：DataStax、Cassandra、Apache HBase和Bigtable等
多模型数据库 ：支持上面不只一种类别特性的NoSQL，比如MongoDB、Redis Labs、Amazon DynamoDB和Azure Cosmos DB等。
OLTP市场规模：关系型数据库仍占营收大头
上面这个基于IDC数据的交易型数据库市场份额共有3个分类，其中深蓝色部分的关系型数据库（RDBMS，在这里不统计数据挖掘/分析型数据库）占据80%以上的市场。
Dynamic Database（DDMS，动态数据库管理系统，同样不统计Hadoop）就是我们前面聊的非关系型数据库。这部分市场显得小（但发展势头看好），我觉得与互联网等大公司多采用开源+自研，而不买商业产品有关。
而遵循IDC的统计分类，在上图灰色部分的“非关系型数据库市场”其实另有定义，参见下面这段文字：
数据库市场份额：云服务和新兴厂商主导NoSQL
请注意，这里的关系型数据库统计又包含了分析型产品。Oracle营收份额42%仍居第一，随后排名依次为微软、IBM、SAP和Teradata。
代表非关系型数据库的DDMS分类中（这里同样加入Hadoop等），云服务和新兴厂商成为了主导，微软应该是因为云SQL Server的基础而小幅领先于AWS，这2家一共占据超过50%的市场，接下来的排名是Google、Cloudera和Hortonworks（二者加起来13%）。
上面是IDC传统分类中的“非关系型数据库”，在这里IBM和CA等应该主要是针对大型机的产品，InterSystems有一款在国内医疗HIS系统中应用的Caché数据库（以前也是运行在Power小机上比较多）。我就知道这些，余下的就不瞎写了。
开源数据库 vs. 商业数据库
按照流行度来看，开源数据库从2013年到现在一直呈现增长，已经快要追上商业数据库了。
商业产品在关系型数据库的占比仍然高达60.5%，而上表中从这列往左的分类都是开源占优：
Wide Cloumn：开源占比81.8%；
时序数据库：开源占比80.7%；
文档存储：开源占比80.0%；
Key-Value存储：开源占比72.2%；
图数据库：开源占比68.4%；
搜索引擎：开源占比65.3%
按照开源License的授权模式，上面这个三角形越往下管的越宽松。比如MySQL属于GPL，在互联网行业用户较多；而PostgreSQL属于BSD授权，国内有不少数据库公司的产品就是基于Postgre哦。
数据库三大阵营：传统厂商和云服务提供商
前面在讨论市场份额时，我提到过交易型数据库的4个巨头仍然是Oracle、微软、IBM和SAP，在这里William Blair将他们归为第一阵营。
随着云平台的不断兴起，AWS、Azure和GCP（Google Cloud Platform）组成了另一个阵营，在国外分析师的眼里还没有BAT，就像有的朋友所说，国内互联网巨头更多是自身业务导向的，在本土发展公有云还有些优势，短时间内将技术输出到国外的难度应该还比较大。（当然我并不认为国内缺优秀的DBA和研发人才）
第三个阵容就是规模小一些，但比较专注的数据库玩家。
接下来我再带大家简单过一下这前两个阵容，看看具体的数据库产品都有哪些。
甲骨文的产品，我相对熟悉一些的有Oracle Database、MySQL以及Exadata一体机。
IBM DB2也是一个庞大的家族，除了传统针对小型机、x86（好像用的人不多）、z/OS大型机和for i的版本之外，如今也有了针对云和数据挖掘的产品。记得抱枕大师对Informix的技术比较推崇，可惜这个产品发展似乎不太理想。
微软除了看家的SQL Server之外，在Azure云上还能提供MySQL、PostgreSQL和MariaDB开源数据库。应该说他们是传统软件License+PaaS服务两条腿走路的。
如今人们一提起SAP的数据库就想起HANA，之前从Sybase收购来的ASE（Adaptive Server Enterprise）和IQ似乎没有之前发展好了。
在云服务提供商数据库的3巨头中，微软有SQL Server的先天优势，甚至把它移植到了Linux拥抱开源平台。关系型数据库的创新方面值得一提的是Amazon Aurora和Google Spanner（也有非关系型特性），至于它们具体好在哪里我就不装内行了：）
非关系型数据库则是Amazon全面开花，这与其云计算业务发展早并且占据优势有关。Google当年的三篇经典论文对业界影响深远，Yahoo基于此开源的Hadoop有一段时间几乎是大数据的代名词。HBase和Hive如今已不再是人们讨论的热点，而Bigtable和BigQuery似乎仍然以服务Google自身业务为主，毕竟GCP的规模比AWS要小多了。
最后这张DB-Engines的排行榜，相信许多朋友都不陌生，今年3月已经不是最新的数据，在这里列出只是给大家一个参考。该排行榜几乎在每次更新时，都会有国内数据库专家撰写点评。
以上是我周末的学习笔记，班门弄斧，希望对大家有帮助。
参考资料《Database Software Market:The Long-Awaited Shake-up》
扩展阅读：《 数据库存储：互相最想知道的事 》
尊重知识，转载时请保留全文。感谢您的阅读和支持！
何玩转 NoSQL数据库作者：IT专家中国 Weather公司CIO Bryson Koehler整理MongoDBRiakCassandra等NoSQL数据库特性指其重要特性NoSQL限制住 Weather公司致力于气报告气预报业务其并缺乏数据缺乏数据管理工具需要三种同NoSQL数据库 近我向Weather 公司CIO Bryson Koehler提疑问除公司CIO,Bryson Koehler其业务单元孵化者,包括Weather ChannelWeatherFXWeather UndergroundIntellicast等Weather公司每获取处理着约二0万亿字节数据外提供前全球气状况并航空公司紧中国服务货运商公用事业保险及线气中国站气应用程序用户提供气预报服务每需求增加数十亿气数据请求并且预期响应间要一0毫秒左右 RiakWeather 公司台NoSQL数据库服务于公司事务性存储公用中国络(SUN)数据获取平台运行亚马逊中国络服务(AWS)用区域并每一5频率捕获超二0亿气象数据信息所Riak具明确处理规模该公司使用Cassandra及新近添加MongoDB数据库Weather中国 IOSAndroid移应用程序服务 Weather 公司使用同产品Koehler解释说同工具同优势 Cassandra服务于Weather 公司及全球消费者使用第三气应用API数据：我数据发平台每秒处理数十万事务我发现Cassandra用于全球发数据棒解决案并且[数据库]读取面体现高用性 本质全球各消费者所使用数据服务包括Weather 公司第三气应用程序 MongoDB提供Weather中国中国站移应用程序间层缓存功能：离我核API我没全部Weather中国内容所MongoDB容器发站Weather中国及AndroidiOS移应用程序服务Mongo处些处基于其内建JSON格式及灵性 Riak用于消费气象数据观测包括自世界各图片视频等：我喜Riak其优秀数据摄取能力且种全球布式式实现于全球布式平台获取数据入站式数据库真靠选择 我曾听说DatastaxBashoCouchbase高管贬低MongoDB扩展性MongoDB指向规模部署Facebook超二00万台移设备应用程序提供支持eHarmony公司MongDB每处理着数十亿潜比赛预约据Koehle所述MongoDBWeather中国Weather中国移应用程序处理着每十亿交易毫疑问通配置部署Mongo处理批量交易数据 尽管Koehler承认乐于看MongoDB继续使全球集群位置[功能]更加缝化且易于使用 些属于全球性布式集群复制负载平衡CassandraRiak众所周知功能 规模讨论角度看少公司达Weather公司经营规模易于发架构灵性JSON数据处理使MongoDB世界流行NoSQL数据库微软IBM都进行MongoDB模仿微软Azure DocumentDBIBM CloudantCassandraRiak Weather公司三NoSQL标准降低至两程巩固Koehler说公司没准备做 由于我构造由许同数据解决案组中国状结构我目前环境已于复杂说我希望给团队些自由空间让我解所选择利弊看些整合 候迁移件难事关于NoSQL数据库重要事情困其 Koehler说架构编码确数据库迁移另并难随着模式自由及数据转存技术发展论前者key-value存储或其形式转储数据都十容易 特定产品进程自定义编码复杂存储程已经复返Koehler说关于结构化编码确需要考虑?做避免特殊供应商提供工具功能能让身陷其举亚马逊中国络服务(AWS)消息服务例 必让服务云运行解释说部署自RabbitMQ环境陷于其所原先部署AWS 应用程序转部署谷歌计算云服务论数据平台存储环境或云计算环境都要别让自局限仅由供应商提供范围空间内 转
执行大数据[注]项目的企业面对的关键决策之一是使用哪个数据库，SQL还是NoSQL?SQL有着骄人的业绩，庞大的安装基础;而NoSQL正在获得可观的收益，且有很多支持者。我们来看看两位专家对这个问题的看法。
专家
·VoltDB公司首席技术官Ryan Betts表示，SQL已经赢得了大型企业的广泛部署，大数据是它可以支持的另一个领域。
·Couchbase公司首席执行官Bob Wiederhold表示，NoSQL是可行的选择，并且从很多方面来看，它是大数据的最佳选择，特别是涉及到可扩展性时。
SQL经历时间的考验，并仍然在蓬勃发展
VoltDB公司首席技术官Ryan Betts
结构化查询语言(SQL)是经过时间考验的胜利者，它已经主宰了几十年，目前大数据公司和组织(例如谷歌、Facebook、Cloudera和Apache)正在积极投资于SQL。
在成为主导技术(例如SQL)后，有时候我们很容易忘记其优越性。SQL的独特优势包括：
1. SQL能够加强与数据的交互，并允许对单个数据库设计提出问题。这是很关键的特征，因为无法交互的数据基本上是没用的，并且，增强的交互性能够带来新的见解、新的问题和更有意义的未来交互。
2. SQL是标准化的，使用户能够跨系统运用他们的知识，并对第三方附件和工具提供支持。
3. SQL能够扩展，并且是多功能和经过时间验证的，这能够解决从快写为主导的传输到扫描密集型深入分析等问题。
4. SQL对数据呈现和存储采用正交形式，一些SQL系统支持JSON和其他结构化对象格式，比NoSQL具有更好的性能和更多功能。
虽然NoSQL的出现带来了一些影响，但SQL仍然主导着市场，并在大数据领域赢得了很多投资和广泛部署。
NoSQL的说法很含糊，对于本次讨论，我借用Rick Cattell对NoSQL的定义，即提供简单操作(例如密钥/数值存储)或简单记录和索引，并专注于这些简单操作的横向可扩展性的系统。
很显然，现在很多新的数据库并不是都一样，认识每种数据库背后的原理以及潜在问题是成功的关键。NoSQL的主要特点使其更适合于特定的问题。例如，图形数据库更适合于数据通过关系组织的情况，而专门的文本搜索系统更适合于需要实时搜索的情况。
在这里，让我们看看SQL系统的主要优势和差异化功能：
* SQL可实现交互性。 SQL是一种声明性查询语言。用户说出他们想要什么(例如，显示过去五年三月份期间顶级客户的地理位置)，数据库内部就会构件算法并提取请求的结果。相比之下，NoSQL编程创新MapReduce是一种程序性查询技术。在用户提出请求时，MapReduce要求用户不仅说出自己想要什么，而且要求他们陈述如何产生答案。
这听起来像一个无趣的技术差异，但这很关键，原因在于：首先，声明性SQL查询更容易通过图形化工具以及点击报告构建器来构建。这让分析师、操作员、管理者和其他不具备软件编程能力的员工进行数据库查询;其次，数据库引擎可以利用内部信息来选择最有效的算法。改变数据库的物理布局或数据库，最佳算法仍然能够计算出来。而在程序性系统中，编程人员需要重新访问和重新编程算法，这是非常昂贵且容易出错的过程。
市场理解这个关键区别。在2010年，谷歌宣布部署SQL来补充MapReduce，主要受内部用户需求所驱动。最近，Facebook发布了Presto(一种SQL部署)来查询其PB级HDFS集群。根据Facebook表示：“随着我们的仓库增长到PB级，以及我们的需求变化，我们清楚地意识到，我们需要一个提供低延时查询的互动系统。”此外，Cloudera也正在构建Impala—另一个基于HDFS的SQL部署。
* SQL是标准化的。 虽然供应商有时候会添加自己的语言到SQL界面，但SQL的核心是标准化的，还有其他规格(例如ODBC和JDBC)提供广泛可用的稳定界面到SQL存储。这带来了一个管理和操作工具生态系统，可以在SQL系统之上设计、监控、检查、探索和构建应用程序。
SQL用户和程序员可用跨多个后端系统重复使用其API和UI知识，减少了应用程序的开发时间。标准化还允许声明性第三方提取、转换、加载(ETL)工具，使企业可以在数据库之间以及跨系统传输数据。
* SQL可扩展。 认为SQL必须牺牲以获得可扩展性的看法，完全是错误的。如前所述，Facebook创建了一个SQL界面来查询PB级数据。SQL能够非常有效地运行极快的ACID传输。SQL对数据存储和索引提供的抽象[注]化允许跨各种问题和数据集大小的一致使用，让SQL可以跨集群复制数据存储有效地运行。使用SQL作为界面独立于构建云、规模或HA系统，SQL中并没有什么在阻止和限制容错、高可用性和复制。事实上，所有现代SQL系统支持云友好型横向可扩展性、复制和容错性。
* SQL支持JSON。 几年前，很多SQL系统增加了XML文档支持。现在，随着JSON成为一种流行的数据交换格式，SQL供应商也纷纷加入了JSON型的支持。基于现在灵活的编程过程和web基础设施的正常运行时间要求，我们很需要结构化数据类型的支持。Oracle 12c、PostgreSQL 9.2、VoltDB和其他支持JSON的数据库，通常具有优于“原生”JSON的性能。
SQL将继续赢得市场份额，并会继续看到新的投资和部署。NoSQL数据库提供专有查询语言或简单的键值语义，而没有更深层次的技术差异化。现代SQL系统提供可扩展性的同时，还支持更丰富的查询语义，并有庞大的用户安装基础，广泛的生态系统整合和深度企业部署。
NoSQL更适合大数据应用程序
Couchbase公司首席执行官Bob Wiederhold
NoSQL越来越多地被认为是关系型数据库的可行替代品，特别是对于大数据应用程序。此外，无模式数据模型通常更适合于现在捕捉和处理的数据种类和类型。
当我们谈论NoSQL领域的大数据时，我们指的是从操作数据库读取和写入。不要将操作数据库与分析数据库混淆，这通常会查看大量数据，并从这些数据获取可视性。
虽然操作数据库的大数据看起来不具有可分析性，但操作数据库通常会存储超大量用户的大型数据集，这些用户经常需要访问数据来实时执行交易。这种数据库的操作规模也解释了NoSQL的关键特性，也就是为什么NoSQL是大数据应用程序的关键的原因。
NoSQL是可扩展性的关键
每次技术行业经历硬件发展的根本性转变时，都会出现一个拐点。在数据库领域，从纵向扩展到横向扩展的转变推动了NoSQL的发展。关系型数据库(包括来自甲骨文和IBM的数据库)是纵向扩展。也就是说，它们是集中式、共享一切的技术，只能通过增加更多昂贵的硬件来扩展。
而NoSQL数据库是分布式横向扩展技术。它们使用了分布式节点集(称为集群)来提供高度弹性扩展功能，让用户可以添加节点来动态处理负载。
分布式横向扩展的做法通常要比纵向做法更加便宜。商业关系型数据库的授权费用也让人望而却步，因为他们的价格是按每台服务器来计算。另一方面，NoSQL数据库通常是开源技术，按照运行的服务器集群收费，而且价格相对便宜。
NoSQL是灵活性的关键
关系型数据库和NoSQL数据模型有很大的不同。关系型模式获取数据，并将数据分配到很多相互关联的表中，这些表通过外键相互应用。
当用户需要对数据集运行查询时，所需信息需要从多个表中收集(通常涉及数百个企业应用程序)，并结合这些信息，再提供给应用程序。同样地，当写入数据时，需要在多个表协调和执行写入。当数据相对较少，并且，数据以较慢速度流入数据库时，关系型数据库通常能够捕捉和存储信息。然而，现在的应用程序通常需要快速写入(和读取)海量数据。
NoSQL数据库采用非常不同的模式。在其核心，NoSQL数据库其实是“NoREL”，或者说非关系型，这意味着它们没有依赖于表以及表之间的联系，以存储和组织信息。例如，以文档为导向的NoSQL数据库获取你想要存储的数据，并采用JSON格式整合到文档中。每个JSON文档可以被你的应用程序视为一个对象。JSON文档可能会提取跨越25个表的数据，将数据集成到一个文档中。
聚合这些信息可能会导致信息重复，但由于存储已不再是一个成本问题，数据模型灵活性、发布所产生文档的简便性以及读取和写入性能提高，让这成为不错的选择。
NoSQL是大数据应用程序的关键
通过第三方(包括社交媒体网站)，数据正变得越来越容易捕捉和访问。这些数据包括：个人用户信息、地理位置数据、用户生产的内容、机器记录数据和传感器产生的数据。企业还可以依赖于大数据来推动其关键任务型应用程序。同时，企业正在转向到NoSQL数据库，因为这种数据库非常适合现在新型的数据类型。
开发人员想要一个灵活的数据库，可以很容易适应新的数据类型，并且，不会受第三方数据供应商的内容结构变化的影响。大多数新数据是非结构化和半结构化，因此，开发人员也需要能够有效存储这些数据的数据库。然而，关系型数据库采用的严格定义的基于模式的做法让其不可能快速整合新数据类型，并且很不适合于非结构化和半结构化数据。
总体来说，随着web和移动应用程序的增加、新的趋势、网上消费者行为的转变以及新的数据类型的出现，行业需要能够提供可扩展的灵活的数据库技术来管理和访问数据。NoSQL技术是有效满足这些需求的唯一可行解决方案。
Weather公司CIO Bryson Koehler整理出了MongoDB，Riak和Cassandra等NoSQL数据库的特性。他指出这其中最重要的特性是“NoSQL不会限制住你”。
Weather公司，致力于天气报告和天气预报业务，其并不缺乏数据，当然也不缺乏数据管理工具。但它为什么需要三种不同的NoSQL数据库？
最近，我向Weather 公司的CIO Bryson Koehler提出了这个疑问，除了公司的CIO,Bryson Koehler还是其他很多业务单元的孵化者,包括Weather Channel，WeatherFX，Weather Underground，和Intellicast等。Weather公司每天获取和处理着约20万亿字节数据，对外提供当前全球天气状况，并为航空公司，紧急服务，货运商，公用事业，保险，以及在线天气网站和天气应用程序的用户提供天气预报服务。每天需求增加了数十亿的天气数据请求，并且预期响应时间要在10毫秒左右。
Riak是Weather 公司的后台NoSQL数据库，服务于公司的事务性存储公用网络(SUN)数据获取平台，它运行在多个亚马逊网络服务(AWS)的可用区域上，并以每小时15次的频率捕获超过20亿气象数据信息，。所以，Riak具有明确的处理规模，但该公司也使用Cassandra以及新近添加的MongoDB数据库，为Weather.com 上IOS和Android移动应用程序服务。
