深入浅出分布式数据库:大模型训练与应用的数据支撑技术!
文章介绍了分布式数据库的两种类型(基于中间件和原生系统)及其四大核心特征:逻辑统一性、应用透明性、按需灵活扩缩和自治安全。这些特征使分布式数据库具备高可用、高性能、高灵活性和低硬件依赖的优势,通过多节点架构实现数据分片存储,有效应对大规模数据处理需求,特别适合大模型等对数据处理能力要求高的场景。
当前市场中典型的分布式数据库产品可以分为两大类:
01.一类是基于中间件的分布式数据库中间件系统,分布式数据库中间件系统是在多个传统单点数据库之上构建了一个中间件层,通过利用中间件层实现数据管理,并分配数据到不同的节点,从而整体实现分布式数据库的能力。由于分布式数据库中间件通常需要人工参与数据分拆和节点管理,后期的数据库运维难度较高;
02.第二类是原生的分布式数据库系统,原生分布式数据库通常从产品研发设计之初就充分考虑到分布式架构下的存储、查询逻辑、产品架构等方面问题,分布式数据库系统作为一个整体对外提供服务,用户无需关注数据库集群内部的实现细节。

作为分布式数据库,其应具有如下核心特征:
01.逻辑统一性: 分布式数据库可以被理解为是多个互联的数据库的集合,彼此通过计算机网络相连,存储和计算节点虽然被分布在不同位置或不同地域,但其本质上隶属于同一部数据库,应保持统一的系统逻辑,服务于统一目标。
02.应用透明性: 分布式数据库将数据存储在不同区域的网络设备中,凭借分布式数据库的逻辑统一性的特征,保证数据一致性,可对用户提供架构透明无感知的使用体验。用户读写数据时,无需找到存储对应数据的指定服务器进行操作,只需使用与集中式数据库相同的数据读写指令,即可完成数据使用需求。
03.按需灵活扩缩: 分布式数据库采用向外扩展,即通过增加系统的处理节点的方式进行集群扩容与收缩,相比于通过增加单台服务器CPU、内存、磁盘等硬件水平提高处理能力的向上扩展方式,向外扩展方式对服务器设备的配置要求更低,具有灵活、低成本、高上限、易扩缩等特点。
04.自治安全: 不论数据库类型如何(同质同构数据库、同质异构数据库、异构数据库),不论分配、分片架构如何,分布式关系型数据库里通常每条数据都可在多个节点进行备份,同时全局数据管理系统通过完整严谨的索引,可将多节点数据合并成完整数据,使数据能够在某节点出现异常时,保证整体数据库稳定可用,同时在全局数据管理系统算法调度下,准确从对应节点进行数据读写操作。分布式数据库的如上特征决定了其在可用性、灵活性、成本可控等方面表现出诸多优势:
1.高可用: 高可用性意味着不论在何种条件下,数据库可以维持连续稳定可用的状态。传统集中式架构数据库的可用性主要依赖于主机性能,而分布式数据库依托多副本数据备份的特点,使得数据库能够在面对不同级别软硬件故障与机房灾难时,能够及时进行备份节点切换,保障数据库正常进行数据读写操作。避免出现诸如数据量激增、局部出现故障等情形而导致的数据库失效的窘状,保证整个系统的稳定运行。
2.高性能: 高性能意味着不论在何种强度下,数据库可以较好应对数据处理需求。分布式数据库通过硬件架构与软件优化双管齐下,使得其能够拥有更优异的数据读写性能,提升数据处理效率:一方面,硬件上的高上限的扩展性与多节点分片存储的特性,使得在业务规模增大、数据量增大的条件下,能够通过硬件的灵活扩容,解决硬件性能瓶颈问题;另一方面,分布式数据库产品在互联网产品蓬勃发展的时代背景下,通过快速迭代的产品升级方式,在数据库读写的各个环节进行算法持续的优化升级,在不同节点分配存算能力和资源,实现负载均衡,提升数据处理效率。
3.高灵活性: 分布式数据库的向外扩展的方式决定了其能够更加灵活的处理硬件设备扩展与收缩需求。由于分布式数据库通常由小型机作为单元架构,当业务规模变化导致的业务数据增量变化率加快或减慢时,通过增减每个节点的设备规模,即可实现设备扩缩。加之,在分布式数据库不同节点都有自治的数据库管理系统,使得单节点在正常运行状态下,也可以完成用户的数据存取需求。较低的硬件依赖: 分布式数据库通过多节点的架构特点,将数据分布至不同节点分片进行存储,从而在大体量数据情况下,可以不用依赖高端的设备,通过多节点小型机分布式部署,实现企业服务器成本的节约。
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- 检索的基础概念
- 什么是向量表示(Embeddings)
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- 搭建 RAG 系统的扩展知识
- 混合检索与 RAG-Fusion 简介
- 向量模型本地部署
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- 为什么要做 RAG
- 什么是模型
- 什么是模型训练
- 求解器 & 损失函数简介
- 小实验2:手写一个简单的神经网络并训练它
- 什么是训练/预训练/微调/轻量化微调
- Transformer结构简介
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