物联网应用的数据库设计

Question

我们的应用程序显示客户远程设备的近实时物联网数据（最多 5 分钟间隔）。

最初的试点项目在 SQL Server 2008 数据库上的简单“测量”table 中始终存储每个设备读数。 table 看起来像这样：

Measurements: (DeviceId, Property, Value, DateTime).

在一两年内，每个设备 table 中可能会有 100,000 条记录，查询通常分为两类：

“设备最新值”（95% 的查询）：仅查看最新值
“设备每日快照”（5% 的查询）：查看每天的单个代表值

我们现在正在扩展到 5000 台设备。 Measurements table 现在很小，但很快就会达到 50 亿条左右的记录，仅针对这 5000 台设备。

该应用程序是读取密集型应用程序，经常运行查询特别是查看“设备最新值”。

[编辑 #1：减少基于意见的]

我们可以使用哪些数据库设计技术来优化“最新”物联网值的快速读取，给定具有多年“历史”物联网价值的大 table？

我们团队的一个建议是将 MeasurementLatest 和 MeasurementHistory 存储为两个单独的 table。

[编辑#2：回应反馈]

在我们的测试数据库中，有 5000 万条记录，并应用了以下索引：

CREATE NONCLUSTERED INDEX [IX_Measurement_DeviceId_DateTime] ON Measurement (DeviceId ASC, DateTime DESC)

典型的“获取设备最新值”查询（如下所示）仍然需要超过 4,000 毫秒才能执行，这对于我们的需求来说太慢了：

SELECT DeviceId, Property, Value, DateTime
FROM Measurements m
WHERE m.DateTime = (
  SELECT MAX(DateTime) 
  FROM Measurements m2
  WHERE m2.DeviceId = m.DeviceId)

Answer 1

这是一个非常广泛的问题 - 因此，您不太可能得到明确的答案。

但是，我也遇到过类似的情况，我会运行通过我的思考和最终的方法。总而言之——我做了选项 B，但在某种程度上反映了选项 A：我使用过滤索引 'mimic' 单独的较小 table.

我最初的想法是有两个 table - 一个用于大多数报告的 'latest data only'，然后一个具有所有历史值的 table。另一种方法是有两个 tables - 一个包含所有记录，一个包含最新记录。

插入新行时，通常需要更新至少两行，如果不是更多（取决于它的存储方式）。

相反，我选择了一条稍微不同的路线

将所有数据合为一体table
在那个 table 上，添加一个新列 'Latest_Flag'（位，NOT NULL，DEFAULT 1）。如果它是 1 那么它就是最新的值；否则它是历史的
在 table 上有一个 filtered index，它具有所有列（具有适当的列顺序）和过滤器 Latest_Flag = 1
- 此筛选索引类似于 table 的第二个副本，仅包含最新行
插入过程因此在事务中有两个步骤
- 'Unflag' 该设备的最后一个 Latest_Flag，等等
- 插入新行

它仍然使写入速度稍慢（因为它需要进行多个行更新以及索引更新）但从根本上说，它会为以后的读取进行预计算。

但是，当从 table 读取时，您需要指定 WHERE Latest_Flag = 1。或者，您可能希望将其放入视图或类似视图中。

对于过滤后的索引，可能是这样的

CREATE INDEX ix_measurements_deviceproperty_latest 
    ON Measurements (DeviceId, Property)
    INCLUDE (Value, DateTime, Latest_Flag)
    WHERE (Latest_Flag = 1)

注意 - 另一个版本可以在触发器中完成，例如，当插入新行时，它会使之前的任何行无效（设置 Latest_Flag = 0）。这意味着您不需要进行两步插入；但是你确实依赖于 business/processing 触发器中的逻辑。

物联网应用的数据库设计

Database design for IoT application

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我们可以使用哪些数据库设计技术来优化“最新”物联网值的快速读取，给定具有多年“历史”物联网价值的大 table？