有關 File System 和 Database 的一些随筆

文章目錄

• • File System v.s. Database
  • 關系型 v.s NoSQL Database

File System v.s. Database

常常對 檔案系統 File System 和 資料庫 Database 的概念有所混淆，在存儲系統愈發複雜的今天，常常有對這兩者的混淆和混用，在這裡基于看過的文獻和 industry 用語，記錄下自己了解的含義：

• 檔案系統 File System：本地檔案系統；高層并行/分布式檔案系統
  • |0| 本地檔案系統 是包裝在裸塊裝置上（block devide）的，用于對上提供标準POSIX API使應用能夠管理和使用儲存設備
  • |1| 檔案系統中間層 是在本地檔案系統和應用程式之間插入的中間層，用于為本機/多節點叢集（并行/分布式）優化排程 IO issues，提高性能
    • 可以整合入 OS kernel，實作則較為困難、靈活性低，是最硬核的選擇
    • 可以應用态檔案系統方式挂載運作（FUSE1)，性能則會收到 FUSE 多層 overhead 的拖累
    • 可以應用動态庫 library 方式實作，此時則 generality 打折扣，需要使用者 application 重新鍊上這個庫重新編譯
• 資料庫 Database：後端可以建立在本地檔案系統上 / 直接于裸裝置上；對象存儲 KV Store
  • |1| 立于本地檔案系統的資料庫 和檔案系統中間層類似，是建立在 POSIX API 之上新加的一層資料管理，用以統一資料格式，規範應用的資料讀寫，提供 In-memory cache policy 提高小範圍資料索引的性能。傳統資料庫一般都以應用程式的形态運作
  • |0| 直接管理裸裝置的資料庫 則是在上述資料庫系統性能不佳的情況下，由 Oracle 開始支援的直接操作裸塊裝置的資料庫（現在好像涼了？）
  • |0/1| 對象存儲資料庫（Key-Value store，Object storage） 是建立在最新的對象儲存設備上的 / 模拟于 local FS 上的，以 NoSQL 主義2 為指導的新型資料庫，是現今研究熱點之一（主要得益于 NVM 的火熱）

關系型 v.s NoSQL Database

• 關系型資料庫（SQL-like，Relational）：傳統意義上的“資料庫”，表式存儲，提供豐富語義（如

  where

  ），transactions 必須滿足 ACID 四原則3；主要問題是高并發時性能低下
• 非關系型資料庫（NoSQL, Key-Value, Object storage）：鍵值對形式的非固定格式存儲，可以放松 “C”（Consistency） 要求，不支援如 SQL 這般豐富的語義；優勢是并發處理能力高，尤其是 對下适配 NVM 存儲 + 對上适配一緻性要求沒有這麼嚴格的（允許一定的生效延遲的）網際網路應用場景

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Filesystem_in_Userspace ↩︎
2. https://en.wikipedia.org/wiki/NoSQL ↩︎
3. https://en.wikipedia.org/wiki/ACID ↩︎