IoTDB 是清華大學(xué)主導(dǎo)的 Apache 孵化項目，是一款聚焦工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、高性能輕量級的時序數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)采集、存儲、分析的功能。IoTDB 提供端云一體化的解決方案，在云端，提供高性能的數(shù)據(jù)讀寫以及豐富的查詢能力，針對物聯(lián)網(wǎng)場景定制高效的目錄組織結(jié)構(gòu)，并與 Apache Hadoop、Spark、Flink 等大數(shù)據(jù)系統(tǒng)無縫打通；在邊緣端，提供輕量化的 TsFile 管理能力，端上的數(shù)據(jù)寫到本地 TsFile，并提供一定的基礎(chǔ)查詢能力，同時支持將 TsFile 數(shù)據(jù)同步到云端。

IoTDB 具備低存儲成本、高速數(shù)據(jù)寫入（百萬數(shù)據(jù)點(diǎn)秒級寫入）、快速查詢（TB級數(shù)據(jù)毫秒級查詢）、功能完備（數(shù)據(jù)的增刪改查、豐富的聚合函數(shù)、相似性匹配）、查詢分析一體化（一份數(shù)據(jù)，滿足實時查詢與分析挖掘）、簡單易用（采用標(biāo)準(zhǔn)的 JDBC 接口、類 SQL 查詢語言）等特點(diǎn)。

基準(zhǔn)測試表明IoTDB讀寫性能均優(yōu)于現(xiàn)有的時序數(shù)據(jù)庫InfluxDB、OpenTSDB、Cassandra以及GE的工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺Predix。根據(jù)中國軟件評測中心和中國人民大學(xué)的性能對標(biāo)測試，IoTDB的各項性能指標(biāo)均明顯優(yōu)于當(dāng)今國際最優(yōu)的時序數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

產(chǎn)品功能

查詢引擎

IoTDB 內(nèi)置查詢引擎負(fù)責(zé)所有用戶命令的解析、生成計劃、交給對應(yīng)的執(zhí)行器、返回結(jié)果集。IoTDB 通過查詢引擎提供了 JDBC 訪問 API，簡單易用。

元數(shù)據(jù)管理

IoTDB 的元數(shù)據(jù)模型采用樹狀結(jié)構(gòu)組織，一個實例包含多個 Storage Group （類似于 Namespace、Database 的概念），一個 Storage Group 里包含多個 Device ，每個 Device 包含多個 Measurement ， Measurement 對應(yīng)的時間序列數(shù)據(jù)最終存儲在 TsFile Chunk 里。另外，為了方便數(shù)據(jù)過期，每個 Stroage Group 的數(shù)據(jù)會以時間范圍的形式切分存儲，默認(rèn)以周為單位，使用不同的目錄存儲。

存儲引擎

IoTDB 存儲引擎基于 LSM Tree 結(jié)構(gòu)設(shè)計，寫入的數(shù)據(jù)先記錄 WAL，再寫到內(nèi)存 memtable，在后臺逐步刷到磁盤 TsFile；磁盤上的 TsFile 通過一定的規(guī)則進(jìn)行 Compaction，保證查詢效率。

同步工具

IoTDB 支持在邊緣側(cè)、云端部署，通常在邊緣側(cè)采集的數(shù)據(jù)有同步到遠(yuǎn)端進(jìn)一步分析處理的需求；IoTDB 提供了同步工具，支持將端/設(shè)備上的 TsFile 數(shù)據(jù)往云端同步。

連接器

IoTDB 支持與現(xiàn)有的大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括 Hive、Spark 等無縫連通，IoTDB 提供了 hive-tsfile 、 spark-tsfile 、 spark-iotdb 等連接器，讓 Hive、Spark 能直接訪問 tsfile 格式的數(shù)據(jù)，以及訪問 IoTDB 的數(shù)據(jù)。

產(chǎn)品優(yōu)勢

1. 針對物聯(lián)網(wǎng)模型做了定制化，提供 JDBC 訪問方式，支持邊云一體化部署。

2. 存儲使用 Hadoop File system，并提供多種 connector，與現(xiàn)有大數(shù)據(jù)生態(tài)無縫打通。

3. 開放的 TsFile 存儲格式，設(shè)備模型簡單易理解。

IoTDB 于 2017 年 1 月正式在 Github 上開放 IoTDB 底層文件存儲格式 TsFile。2017年至2018年，IoTDB保持持續(xù)開發(fā)，先后發(fā)布0.3，0.4，0.5，0.6，0.7等五個版本。

目前，IoTDB已完成與開源大數(shù)據(jù)生態(tài)（Hadoop、Spark）的集成，實現(xiàn)了相關(guān)的編程SDK（JDBC形式）、導(dǎo)入導(dǎo)出工具、可視化工具、命令行交互工具、數(shù)據(jù)回傳工具等多項 IoTDB 輔助工具，大幅度提升了IoTDB的適應(yīng)力。截止目前，IoTDB核心模塊有效代碼達(dá)7萬余行，通過DSL語言生成代碼6萬余行。IoTDB代碼提交更新次數(shù)超過1300次，用戶反饋、建議與回復(fù)200余次。

應(yīng)用場景

云數(shù)據(jù)管理

在高速網(wǎng)絡(luò)（車聯(lián)網(wǎng)等）的場景中，安裝有傳感器的汽車可以以一定頻率收集自身的監(jiān)視信息（行駛狀態(tài)等）。 通常，這些汽車設(shè)備的硬件配置有限，并且難以進(jìn)行復(fù)雜的應(yīng)用。 輕量級的IoTDB（IoTDB客戶端）應(yīng)運(yùn)而生。 借助JDBC API（或MQTT），它可以使用窄帶IoT或4G/5G發(fā)送數(shù)據(jù)，從而將設(shè)備和云連接在一起。

高端設(shè)備

在高端制造業(yè)中，有很多設(shè)備配備有傳感器來收集工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，例如氣象站，風(fēng)力渦輪機(jī)是常見的高端設(shè)備。這些設(shè)備如果支持Java或Go（正在開發(fā)中），則可以運(yùn)行TsFile在本地存儲數(shù)據(jù)。通過這種方式，TsFile可以提供具有高吞吐、高壓縮率和毫秒級查詢延遲的數(shù)據(jù)管理功能。結(jié)合TsFile-Sync工具，可以將TsFiles同步到數(shù)據(jù)中心。

本地控制器

在工廠現(xiàn)場，LAN網(wǎng)絡(luò)下有數(shù)十臺設(shè)備。 IoTDB可以安裝在工廠的本地控制器服務(wù)器上，以從這些設(shè)備接收數(shù)據(jù)。 安裝有IoTDB的本地服務(wù)器（普通PC或工作站）可以使用類SQL存儲和查詢數(shù)據(jù)。 此外，使用TsFile-Sync工具，可以將本地控制器上的TsFile文件傳輸?shù)皆粕习惭b有IoTDB實例的數(shù)據(jù)中心。

發(fā)展歷程

• 2018年，IoTDB進(jìn)入了開源孵化期。同年11月，IoTDB 成為Apache旗下孵化器項目，先后吸引了來自德國、美國、澳大利亞等國際同行關(guān)注。

• 2019年IoTDB 實現(xiàn)快速成長。項目相繼獲得優(yōu)秀大數(shù)據(jù)產(chǎn)品、中國優(yōu)秀開源項目一等獎，并在中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)峰會作為重要成果作主題發(fā)布。

• 2020年IoTDB 成功畢業(yè)。Apache IoTDB 升為全球頂級項目，這標(biāo)志著 IoTDB 建成了全球認(rèn)可的國際開源社區(qū)，并成為我國高校在Apache 社區(qū)主導(dǎo)的唯一孵化成功的項目。

• 2021年IoTDB入選十三五成果。Apache IoTDB參加國家“十三五”科技創(chuàng)新成就展。

相關(guān)資料

IoTDB官方網(wǎng)站：http://iotdb.apache.org/zh/
IoTDB開源地址：https://github.com/apache/iotdb

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