【Doris基础】Apache Doris vs 传统数据仓库:架构与性能的全面对比

目录

[1 引言](#1 引言)

[1.1 传统数据仓库的发展](#1.1 传统数据仓库的发展)

[1.2 现代分析型数据库的崛起](#1.2 现代分析型数据库的崛起)

[2 核心架构对比](#2 核心架构对比)

[2.1 传统数据仓库的架构](#2.1 传统数据仓库的架构)

[2.2 Doris的架构设计](#2.2 Doris的架构设计)

[3 关键技术差异](#3 关键技术差异)

[3.1 存储引擎对比](#3.1 存储引擎对比)

[3.2 查询执行对比](#3.2 查询执行对比)

[3.3 数据摄入方式对比](#3.3 数据摄入方式对比)

[4 性能与扩展性对比](#4 性能与扩展性对比)

[4.1 性能基准对比](#4.1 性能基准对比)

[4.2 扩展性对比](#4.2 扩展性对比)

[5 使用场景对比](#5 使用场景对比)

[5.1 适合传统数据仓库的场景](#5.1 适合传统数据仓库的场景)

[5.2 适合Doris的场景](#5.2 适合Doris的场景)

[6 运维与管理对比](#6 运维与管理对比)

[6.1 运维复杂度对比](#6.1 运维复杂度对比)

[6.2 管理工具对比](#6.2 管理工具对比)

[7 总结](#7 总结)


1 引言

在大数据时代,数据仓库技术作为企业数据分析的核心基础设施,经历了从传统数据仓库到现代分析型数据库的演进。Apache Doris(原百度Palo)作为一款开源的MPP(大规模并行处理)分析型数据库,因其卓越的实时分析能力和高并发性能,正在被越来越多的企业采用。

1.1 传统数据仓库的发展

传统数据仓库的核心思想是构建面向主题的、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据集合,用于支持管理决策。典型代表包括:

  • Teradata:最早的商用数据仓库系统之一
  • IBM Netezza:专为分析工作负载设计的设备
  • Oracle Exadata:结合数据库软件和硬件的集成系统
  • SQL Server Analysis Services:微软的数据仓库和分析平台
    这些系统通常采用Shared-Nothing或Shared-Disk架构,强调数据的集中管理和严格的ETL流程。

1.2 现代分析型数据库的崛起

随着互联网数据量的爆发式增长和实时分析需求的提升,传统数据仓库在扩展性、实时性和成本方面的局限性日益明显。这催生了新一代分析型数据库,包括:

  • Apache Doris:本文重点讨论的开源MPP数据库
  • ClickHouse:Yandex开发的列式分析数据库
  • StarRocks:基于Doris的商业化版本
  • Snowflake:云原生的数据仓库解决方案
    这些系统在设计上更加注重水平扩展、实时摄入和云原生支持。

2 核心架构对比

2.1 传统数据仓库的架构

传统数据仓库通常采用分层架构,典型的包括:

架构说明

  • ETL层:负责从各种数据源抽取、转换和加载数据
  • ODS层:保持原始数据,不做过多处理
  • DWD层:整合后的明细数据,进行规范化处理
  • DWS层:面向主题的汇总数据
  • ADS层:面向具体应用的数据集市
    这种架构的优势在于数据治理规范、历史追溯能力强,但缺点是数据处理链路长、实时性差

2.2 Doris的架构设计

Doris采用典型的MPP架构,主要包含两个组件:

Frontend(FE)

  • 负责元数据管理、客户端连接、查询解析和规划
  • 包含Leader、Follower和Observer三种角色保证高可用
    Backend(BE)
  • 负责数据存储和查询执行
  • 每个BE节点都包含完整的计算和存储能力
    架构特点
  • 去中心化的MPP架构,所有节点对等
  • 计算和存储耦合,减少网络开销
  • 支持弹性扩展,可单独增加FE或BE节点

3 关键技术差异

3.1 存储引擎对比

  • 传统数据仓库存储

特点:

  • 多为行式存储,适合OLTP场景
  • 依赖索引加速查询
  • 数据组织方式固定,修改成本高
  • Doris存储引擎

特点:

  • 列式存储,压缩比高,适合分析场景
  • 支持多种数据模型(Aggregate/Unique/Duplicate)
  • 自动分区和分桶,无需手动管理
  • 支持物化视图自动路由

3.2 查询执行对比

  • 传统数据仓库查询流程

特点:

  • 基于成本的优化器(CBO)成熟
  • 执行计划相对固定
  • 多阶段执行,中间结果可能物化
  • Doris查询流程

特点:

  • 完全分布式的MPP执行
  • 向量化执行引擎
  • 流水线式执行,减少中间结果物化
  • 动态分区裁剪优化

3.3 数据摄入方式对比

  • 传统数据仓库摄入

特点:

  • 以定时批量加载为主
  • ETL过程复杂,需要专门工具
  • 数据延迟通常在小时级或天级
  • Doris数据摄入

特点:

  • 支持多种实时摄入方式(Routine Load、Stream Load等)
  • 微批处理,延迟可低至秒级
  • 自动小文件合并,避免性能下降
  • 支持事务性导入,保证Exactly-Once语义

4 性能与扩展性对比

4.1 性能基准对比

|--------|--------|---------|
| 指标 | 传统数据仓库 | Doris |
| 查询响应时间 | 秒级到分钟级 | 亚秒级到秒级 |
| 数据加载延迟 | 小时级到天级 | 秒级到分钟级 |
| 并发查询能力 | 数十到数百 | 数千 |
| 复杂查询性能 | 依赖预计算 | 即时计算能力强 |
| 即席查询性能 | 较差 | 优秀 |

4.2 扩展性对比

扩展方式

  • 传统数据仓库:主要通过升级硬件(Scale-Up)和手动分区实现
  • Doris:通过增加节点实现线性扩展(Scale-Out),系统自动处理数据再平衡
    扩展限制
  • 传统方案通常受限于单机硬件性能
  • Doris理论上可以无限扩展,实际受管理成本限制

5 使用场景对比

5.1 适合传统数据仓库的场景

  • 严格的数据治理环境:金融、电信等需要严格合规的行业
  • 复杂的ETL流程:需要多阶段数据转换和清洗的场景
  • 历史数据分析:需要长期保存和跟踪历史变化的场景
  • 企业级BI系统:与成熟BI工具深度集成的环境

5.2 适合Doris的场景

  • 实时分析:监控、实时大屏等低延迟需求
  • 高并发查询:面向客户的分析型应用
  • 即席分析:数据探索和自助分析场景
  • 日志分析:半结构化日志数据的处理
  • 统一数仓:希望简化架构,实现批流一体的场景

6 运维与管理对比

6.1 运维复杂度对比

传统数据仓库运维重点

  • ETL流程监控和维护
  • 性能调优(索引、统计信息等)
  • 容量规划和管理
  • 复杂的备份恢复策略
    Doris运维重点
  • 集群监控和扩缩容
  • 数据均衡和副本管理
  • 简单的备份恢复
  • 参数调优(较少需要)

6.2 管理工具对比

|------|--------------|-----------------------|
| 功能 | 传统数据仓库 | Doris |
| 监控 | 第三方工具或商业解决方案 | 内置Metric系统+Prometheus |
| 部署 | 复杂,需要专业DBA | 简单,支持容器化部署 |
| 升级 | 风险高,需要停机 | 滚动升级,基本无感知 |
| 权限管理 | 细粒度,功能完善 | 基于RBAC,满足基本需求 |

7 总结

选择传统数据仓库

  • 需要严格的数据治理和合规
  • 已有大量基于传统仓库构建的ETL和BI资产
  • 工作负载稳定且可预测
    选择Doris当
  • 需要实时或近实时分析能力
  • 面临高并发查询挑战
  • 希望简化数据架构,降低成本
  • 数据模型相对简单,不需要复杂转换
    在实际应用中,许多企业采用了 混合架构,将Doris作为传统数据仓库的补充,处理实时和高并发场景,而传统仓库则负责历史数据深度分析和合规需求。这种架构既能发挥各自优势,又能平滑迁移。
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