2017云棲大會·上海峰會上，阿里云發(fā)布了面向物聯(lián)網(wǎng)場景的高性能時間序列數(shù)據(jù)庫 (High-Performance Time Series Database , 簡稱 HiTSDB) 。HiTSDB 可支持每秒1000萬時序數(shù)據(jù)點寫入;具備PB級別的數(shù)據(jù)存儲能力，提供高效壓縮算法，整體存儲成本降低90%;提供時序數(shù)據(jù)插值計算，降精度計算，時間緯度聚合計算，空間緯度聚合計算的能力。

　　HiTSDB 是一種高性能、低成本、穩(wěn)定可靠的在線時序數(shù)據(jù)庫服務(wù);提供高效讀寫，高壓縮比存儲、時序數(shù)據(jù)插值及聚合計算。是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng) ，企業(yè)能源管理系統(tǒng)(EMS)，生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)，電力檢測系統(tǒng)等行業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)數(shù)據(jù)庫。

　　HiTSDB 打造物聯(lián)網(wǎng)智慧園區(qū)

　　HiTSDB 已經(jīng)在阿里巴巴內(nèi)部孵化多年，在阿里巴巴集團(tuán)已經(jīng)支持了20多個核心業(yè)務(wù)場景，比如阿里智慧園區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)建設(shè)。

　　智慧園區(qū)主要解決辦公園區(qū)的設(shè)備的管理和智能控制。設(shè)備管理主要是將設(shè)備接入到統(tǒng)一的設(shè)備管理平臺，同時對所有設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)故障設(shè)備，了解整體的設(shè)備運(yùn)行情況以便于做出相應(yīng)的決策。

　　而智能控制就是系統(tǒng)能夠根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，通過某些規(guī)則的設(shè)定自動的進(jìn)行各種調(diào)控，比如：當(dāng)某個辦公區(qū)域的人數(shù)大于20人時，可以自動開啟亮燈，小于20人是可以自動關(guān)燈，或者當(dāng)某一區(qū)域的一氧化碳的水平高于預(yù)警值，則自動啟動報警開關(guān)，對于園區(qū)的安全管理也非常必要。

　　對于技術(shù)而言，設(shè)備的監(jiān)控和智能控制的規(guī)則的匹配，本質(zhì)是數(shù)據(jù)的收集和監(jiān)控分析。

　　園區(qū)的設(shè)備種類繁多，包括攝像頭、電燈、空調(diào)、空氣檢測，這些設(shè)備上都有非常多的傳感器，這些傳感器每一時刻都在實時的產(chǎn)生數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)隨著時間的推進(jìn)，會在時間軸上產(chǎn)生一些列的數(shù)據(jù)，就是我們說的時序數(shù)據(jù)，比如溫度、濕度、用電量等。要實現(xiàn)設(shè)備的監(jiān)控管理，其實就是將這時序數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的采集存儲和分析展現(xiàn)，而 HiTSDB 就是時序數(shù)據(jù)領(lǐng)域的專業(yè)數(shù)據(jù)庫。

　　HiTSDB 集群可支持每秒 1000 萬的時序數(shù)據(jù)點寫入

　　HiTSDB 具備關(guān)系數(shù)據(jù)庫及NoSQL 數(shù)據(jù)庫所不具備的寫入能力。

　　智慧園區(qū)以及其他的IoT場景，設(shè)備的規(guī)模通常是萬級別至百萬級別，每個設(shè)備都實時產(chǎn)生數(shù)據(jù)，需要將實時數(shù)據(jù)快速的寫入到數(shù)據(jù)庫中，那么每秒就要寫入上百萬甚至上千萬的實時數(shù)據(jù)。

　　百萬甚至千萬級別的實時數(shù)據(jù)寫入對于數(shù)據(jù)庫并發(fā)寫入的壓力非常巨大，使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫完全不可行。 因為 InnoDB 的寫入性能是很有限的，實際測試在24臺機(jī)器上，存儲使用SSD硬盤，一秒鐘只能持續(xù)寫入只有兩萬左右，主要原因在于B樹索引。InnoDB 的索引是一個B樹，這個B樹的更新有很大的開銷。雖然我們可以通過一些辦法優(yōu)化，但時序數(shù)通常是一個多維數(shù)據(jù)，通常是 ADhoc 的查詢，為了優(yōu)化所有排列組合查詢，需要建很多多列的索引，這些索引每次在寫的時候每個都需要更新，所以就會導(dǎo)致很多的IO。

　　而 HiTSDB 針對時序數(shù)據(jù)庫的進(jìn)行寫入優(yōu)化，基于時間序列的時間線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲寫入，實際業(yè)務(wù)使用場景中最高支持到每秒 1000 萬的時序數(shù)據(jù)點寫入?；诎⒗镌?4C8G規(guī)格的 ECS，單臺平均達(dá)到10萬/秒的數(shù)據(jù)寫入，峰值達(dá)15萬/秒。

　　HiTSDB 具備領(lǐng)先的時序數(shù)據(jù)分析技術(shù)優(yōu)勢

　　在數(shù)據(jù)查詢方面，HiTSDB 也具備領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢。在時序數(shù)據(jù)領(lǐng)域“插值(interpolation)”，“降精度(DownSimple)”以及“聚合計算(Aggregation)”是常見的業(yè)務(wù)需求。舉個例子， 智慧園區(qū)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要查看一個樓宇的某盞燈的耗電量情況，那么就需要把這盞燈的耗電量數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫中查詢并展示出來，如果由于采集的故障導(dǎo)致某個時刻用電量數(shù)據(jù)缺失，那么需要通過特定算法來近似的估算出這個數(shù)據(jù)，這個計算補(bǔ)全數(shù)據(jù)的過程就是“插值”。而當(dāng)需要查看這盞燈一年的耗電趨勢情況時，通常只需要計算出每一天的耗電量，進(jìn)行查看，而不需要把每一個時刻采集的數(shù)據(jù)全部輸出出來，這個將原始精度轉(zhuǎn)化為業(yè)務(wù)需求精度的過程就是“降精度”。而如果要統(tǒng)計某一個樓層或者樓宇的用耗電量整體趨勢數(shù)據(jù)時，就需要將所有統(tǒng)計范圍內(nèi)的燈具的耗電量數(shù)據(jù)做“合并統(tǒng)計”，這個類似的統(tǒng)計過程就是Aggregation。

　　時序數(shù)據(jù)降精度是在時間序列維度上做的。對于關(guān)系數(shù)據(jù)庫來說，首先要把時間序列維度拿出來，然后在中間插值，而實際上 SQL 是按點來操作的。所以如果要做降精度的話，需要用一個值查詢把整條時間序列上的數(shù)據(jù)查詢出來，插好值之后才能做時間序列之間的聚合，那么服務(wù)和 SQL 服務(wù)器之間的吞吐量非常大，相當(dāng)于 SQL 只是一個數(shù)據(jù)通道需要把所有值都拉出來運(yùn)算一遍，這個查詢性能會非常慢，并且每一次計算都需要重新拉取數(shù)據(jù)，相對 HiTSDB，這個性就能差了幾百倍。

　　HiTSDB 支持線性插值，可以盡量彌補(bǔ)數(shù)據(jù)異常缺失造成的統(tǒng)計失敗。HiTSDB 支持 Max ，Min ，AVG 等各種降精度的計算函數(shù)，同時也可以通過“預(yù)降精度”的方式，將業(yè)務(wù)精度的數(shù)據(jù)在入庫的過程中計算完成，提升查詢的效率。HiTSDB 在的空間聚合 Aggregator 支持也非常全面，支持 ADhoc 查詢，HiTSDB 通過引入倒排索引和數(shù)據(jù)分片提升檢索時間序列的效率，通過并行計算架構(gòu)，整體計算性能提升非常明顯。

　　HiTSDB 兼容 OpenTSDB 協(xié)議，寫入性能提升20倍，壓縮效率提升10倍。

　　HiTSDB 兼容 OpenTSDB 訪問協(xié)議。OpenTSDB 是時序數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域相對活躍的技術(shù)產(chǎn)品，HiTSDB 通過技術(shù)優(yōu)化后相對于 OpenTSDB 寫入性能提升20倍以上。HiTSDB 壓縮效率相比較 OpenTSDB 提升10倍左右，通常原始時序數(shù)據(jù)的大小在 200-300 Byte，OpenTSDB 單數(shù)據(jù)點消耗約20 Byte，HiTSDB 單數(shù)據(jù)點消耗約 2Byte，通過 HiTSDB 可以節(jié)約90%以上的數(shù)據(jù)庫存儲成本。

　　HiTSDB 所具備的高效數(shù)據(jù)寫入和高壓縮比的特性，以及阿里長期業(yè)務(wù)實踐的所提供的穩(wěn)定性保證，結(jié)合阿里云上豐富的產(chǎn)品生態(tài)，可以幫助 IoT 企業(yè)快速構(gòu)建自己的智慧物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控分析系統(tǒng)，也可以幫助傳統(tǒng)的石油化工及制造企業(yè)插上物聯(lián)網(wǎng)的翅膀，打造屬于企業(yè)自己的智慧系統(tǒng)。

　　現(xiàn)在，HiTSDB 在阿里云官網(wǎng)啟動免費(fèi)公測。