数据库的介绍和类型

一、 什么是数据库？

          简单的说，数据库（英文Dtabase）就是一个存放数据的仓库，这个仓库是按照一定的数据结构（数据结构是指数据的组织形式或数据之间的联系）来组织、存储的、我们可以通过数据库提供的多种方法来管理数据库里的数据更简单的形象理解，数据库和我们生活中存放杂物的仓库性质一样，区别只是存放的东西不同。

二、数据库的种类有哪些？

          早期比较流行的数据库模型有三种，分别为：层次式数据库、网络式数据库和关系型数据库。

　　　而在当今的互联网中，最常用的数据库模型主要是两种，即关系型数据库和非关系型数据库。

1.关系型数据库介绍

（1）关系型数据库由来

          网络数据库和层次数据库很好地解决了数据的集中和共享问题，但是在数据独立性和抽象级别上仍有很大欠缺。用户对这两种数据库进行存取时，依然需要明确数据的存储结构，支出存储路径。而关系数据库就可以较好地解决这些问题 

（2）关系型数据库介绍

　　关系型数据库模型是把复杂的数据结构归结为简单的二元关系（即二维表格形式）。 Oracle 在数据库领域里上升到了霸主地位，形成每年高达数百亿美元的庞大市场，而MySQL也是不容忽视的数据库，以至于被Oracle重金收购 

MySQL 互联网市场 ———— Oracle 传统企业 

2.非关系型数据库的介绍

　　(1) 非关系型数据库诞生背景

　　　　非关系型数据库也被成为NoSQL数据库，NOSQL的本意是“Not Olnly SQL” 。指的是非关系型数据库，而不是“No SQL”的意思，因此，NoSQL的产生并不是要彻底地否定非关系型数据库，而是作为传统关系型数据库的一个有效补充。NOSQL数据库在特定的场景下可以发挥出难以想象的高效率和高性能。 

　　(2)  随着互联网Web2.0网站的星期，传统的关系型数据库在应付web2,0网站，特别是对于规模日益扩大的海量数据，超大规模和高并发的微博、微信、SNS类型的web2.0纯动态网站已经显得力不从心，暴露了很多难以克服的问题。例如：传统的关系型数据库IO瓶颈、性能瓶颈都难以有效突破，于是出现了大批针对特定场景，以高性能和使用便利为目的功能特异化的数据库产品。NOSQL（非关系型）类的数据就是在这样的情景下诞生并得到了非常迅速的发展。高性能、高并发、对数据一致性要求不高，开源的NoSQL体系，如Facebook的Cassandra，Apache的HBase，也得到了广泛认同，Redis，mongb也逐渐越来越受到各类大中小型公司的欢迎和追捧。 

三、关系型数据库和非关系型数据库的区别：

1. 什么是关系型数据库————二维表格 

　　1) Mysql和Oracle数据库（关系型数据库），互联网运维最常用的是MySQL 

　　2) 通过SQL结构化查询语句存储数据 

　　3) 保持数据一致性方面很强，ACID理论

2.什么是非关系型数据库

　　1) NOSQL不是否定关系数据库，而是作为关系数据库的一个重要补充 
　　2) NOSQL为了高性能、高并发而生，忽略影响高性能，高并发的功能 
　　3) NOSQL典型产品memcached （纯内存），redis（持久化缓存），mongodb（文档的数据库）

 

四、常见的关系型数据库产品介绍

关系型数据库是目前最受欢迎的数据库管理系统，技术比较成熟，尤其是MySQL数据库，很多中小型企业为了节省成本都会选择它。但是未来的趋势也会成为非关系型的市场，毕竟非关系型数据库应用起来会有很大的便捷，不过当下的版本还未成熟到那样的地步，这些就交给我们的业内大佬们了，下面我们来认识一下这些数据库吧！

常用的 ： SQL Server、Oracle、MySQL 、Access 等。

不常用的：DB2、  Informix、 Sybase、 PostgreSQL

 

1. IBM 的DB2

       作为关系数据库领域的开拓者和领航人，IBM在1997年完成了System R系统的原型，1980年开始提供集成的数据库服务器—— System/38，随后是SQL/DSforVSE和VM，其初始版本与SystemR研究原型密切相关。DB2 forMVSV1 在1983年推出。该版本的目标是提供这一新方案所承诺的简单性，数据不相关性和用户生产率。1988年DB2 for MVS 提供了强大的在线事务处理（OLTP）支持，1989 年和1993 年分别以远程工作单元和分布式工作单元实现了分布式数据库支持。最近推出的DB2 Universal Database 6.1则是通用数据库的典范，是第一个具备网上功能的多媒体关系数据库管理系统，支持包括Linux在内的一系列平台。DB2主要应用于大型应用系统，具有较好的可伸缩性，可支持从大型机到单用户环境，应用于OS/2、Windows等平台下。 DB2采用了数据分级技术，能够使大型机数据很方便地下载到LAN数据库服务器，使得客户机/服务器用户和基于LAN的应用程序可以访问大型机数据，并使数据库本地化及远程连接透明化。它以拥有一个非常完备的查询优化器而著称，其外部连接改善了查询性能，并支持多任务并行查询。 DB2具有很好的网络支持能力，每个子系统可以连接十几万个分布式用户，可同时激活上千个活动线程，对大型分布式应用系统尤为适用。

　　特点：DB2提供了高层次的数据利用性、完整性、安全性、可恢复性，以及小规模到大规模应用程序的执行能力，具有与平台无关的基本功能和SQL命令。

2. Oracle

　　Oracle Database，又名Oracle RDBMS，或简称Oracle。是甲骨文公司的一款关系数据库管理系统。Oracle 前身叫SDL，由Larry Ellison( 劳伦斯·埃里森 )和之前的同事Bob Miner和Ed Oates在1977年建立了软件开发实验室咨询公司（SDL，Software Development Laboratories），他们开发了自己的拳头产品，在市场上大量销售，1979 年，Oracle公司引入了第一个商用SQL 关系数据库管理系统, 是最早开发关系数据库的厂商之一,其产品支持最广泛的操作系统平台。目前Oracle关系数据库产品的市场占有率名列前茅。由于有先进技术的不断更新，目前Oracle产品覆盖甚广，成为了世界上使用最广泛的关系数据系统之一, 到目前仍在数据库市场上占有主要份额。

　　完整的数据管理功能：
　　　　1、数据的大量性
　　　　2、数据的保存的持久性
　　　　3、数据的共享性
　　　　4、数据的可靠性

 

3. Informix

　　Informix在1980年成立，目的是为Unix等开放操作系统提供专业的关系型数据库产品。公司的名称Informix便是取自Information 和Unix的结合。Informix第一个真正支持SQL语言的关系数据库产品是Informix SE（StandardEngine）。InformixSE是在当时的微机Unix环境下主要的数据库产品。它也是第一个被移植到Linux上的商业数据库产品。

4. Sybase

　　Sybase是美国Sybase公司研制的一种关系型数据库系统，是一种典型的UNIX或WindowsNT平台上客户机/服务器环境下的大型数据库系统，Sybase公司成立于1984年，公司名称“Sybase”取自“system”和 “database” 相结合的含义。Sybase公司的创始人之一Bob Epstein 是Ingres 大学版（与System/R同时期的关系数据库模型产品）的主要设计人员。公司的第一个关系数据库产品是1987年5月推出的Sybase SQLServer1.0。Sybase首先提出Client/Server 数据库体系结构的思想，并率先在Sybase SQLServer 中实现。

　　特点：
　　　　1、客户/服务器体系结构
　　　　2、真正开放的
　　　　3、高性能的

5. SQL Server

　　1987 年，微软和 IBM合作开发完成OS/2，IBM 在其销售的OS/2 ExtendedEdition 系统中绑定了OS/2Database Manager，而微软产品线中尚缺少数据库产品。为此，微软将目光投向Sybase，同Sybase 签订了合作协议，使用Sybase的技术开发基于OS/2平台的关系型数据库，1989年，微软发布了SQL Server 1.0 版。SQL Server是一般用于Web上存储数据，提供了众多功能，如对XML和Internet标准的丰富支持，通过Web对数据轻松安全的访问，具有灵活的、安全的、和基于Web的应用程序管理等，及容易操作的操作界面，受到广大用户的喜爱。

6. PostgreSQL

　　PostgreSQL 是一种特性非常齐全的自由软件的对象——关系性数据库管理系统（ORDBMS），它的很多特性是当今许多商业数据库的前身。PostgreSQL最早开始于BSD的Ingres项目。PostgreSQL 的特性覆盖了SQL-2/SQL-92和SQL-3。首先，它包括了可以说是目前世界上最丰富的数据类型的支持；其次，目前PostgreSQL 是唯一支持事务、子查询、多版本并行控制系统、数据完整性检查等特性的唯一的一种自由软件的数据库管理系统.

7.MySQL

 　　MySQL是互联网领域里一款最主要的，深受广大用户欢迎的开源SQL数据库管理系统软件之一。与其他的大型数据库Oracle、DB2、SQL Server等相比，MySQL虽然有它的不足之处，但丝毫也没有减少它受欢迎的程度。mySQL是一个多用户、多线程的SQL数据库，是一个客户机/服务器结构的应用，它由一个服务器守护程序mysqld和很多不同的客户程序和库组成，是一个小型关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB公司开发与维护。2006年，MySQL AB公司被SUN公司收购，2008年1月16号，SUN公司又被传统数据数据库领域大佬甲骨文（oracle）公司收购，因此，MySQL数据库软件目前属于Oracle公司，成为传统数据库领域老大的又一个数据库产品，甲骨文公司收购MySQL后，使得自身在商业数据库与开源软件领域市场占有份额都跃居第一的位置，这样的格局，引起了很多人的担忧，这种担忧直接导致后来的Mysql分支数据库MariaDB的诞生于发展。 

      MySQL是一种关系型数据库管理系统，关系型数据库的特点是将数据保存在不同的表中，在将这些表放入不同的数据库中，而不是将所有数据统一放在一个大仓库里，这样的设计增加了MySQL的读取速度，灵活性和可管理型也得到了很大提高，访问以及管理MySQL数据库的最常用标准化语言为SQL结构化查询语句。由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，许多Internet上的中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL作为网站数据库。 MySQ L又是开源软件，因此没有必要花大精力和大价钱去使用大型付费数据库管理系统了。MySQL的官方网站的网址是： www.mysql.com

　　     特点：
　　　　1、MySQL是开源免费的。
　　　　2、MySQL服务器是可靠的、易于使用的、快速的。
　　　　3、MySQL服务器工作在客户/服务器或嵌入系统中。
　　　　4、MySQL软件很多。
　　　　5、MySQL是一个关系数据库管理系统。

8. Access数据库

　　Access是入门级小型桌面数据库，性能安全性都很一般，可供个人管理或小型企业只用 ，Access不是数据库语言，只是一个数据库程序，目前最新版本为Office 2007，其特点主要如下： 
　　（1）完善地管理各种数据库对象，具有强大的数据组织，用户管理、安全检查等功能 
　　（2）强大的数据处理功能，在一个工作组级别的网络环境中，使用Access开发的多用户管理系统具有传统的XSASE(DBASE、FoxBASE的统称)数据库系统所无法实现的客户服务器（Ckient/Server）结构和响应的数据库安全机制，Access具备了许多先进的大型数据管理管理系统所具备的特征。 
　　（3）可以方便地生成各种数据对象，利用存储的数据建立窗体和报表 
　　（4）作为Office套件的一部分，可以与Office集成，实现无缝连接 
　　（5）能够利用Web检索和发布数据，实现与Internet的连接，Access主要适用于中小企业应用系统，或作为客户机/服务器系统中的客户端数据库。

9. 其他不常用关系型数据库

　　DB2，PostgreSQL，Informix，Sybase等。这些关系型数据库逐步的淡化了普通运维的实现，特别是互联网公司几乎见不到

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五、常见的非关系型数据库介绍

（1）键值（Key-Value）存储数据库

　　　　键值数据库就类似传统语言中使用哈希表，可以通过key来添加、查询或删除数据，因为使用key主键访问，所以会获得很高的性能及扩展性 ，键值（Key-Value）数据库主要是使用一个哈希表，这个表中有一个特定的键和一个指针指向特定的数据。Key/value模型对于IT系统来说的优势在于简单、易部署、高并发 

典型产品：Memcached、Redis、MemcacheDB、BerkeleyDB 　

格式：k1—>数据 

　　　k2—>数据 

（2）列存储（Column-oriedted）数据库 ======>了解即可，一般公司用不到

　　　　列存储数据库将数据库存储在列族（column family）中，一个列族存储经常被一起查询的相关数据。举个例子，如果我们有一个Person类，我们通常会一起查询他们的姓名和年龄而不是薪资。这种情况下，姓名和年龄就会被放入一个列族中，而薪资则在另一个列族中。这部分数据库通常用来分布式存储的海量数据，键仍然存在，但是他们的特点是指向了多个列。 

典型产品：Cassandra,HBase 

 

（3）面向文档（Document-Oriented）数据库

　　　　面向文档数据库会将以文档的形式存储。每个文档都是自包含的数据单元，是一系列数据项的集合。每个数据项都有一个名称与对应的值，值既可以是简单的数据类型，如字符串、数字和日期等；也可以是复杂的类型，如有序列表和关系对象。数据存储的最小单位是文档，同一个表中存储的文档属性可以是不同的，数据可以使用XML、JSON或者JSONB等多种形式存储 

典型产品：MorgoDB、CouchDB 

（4）图形（Graph）数据库

　　　　　　省略.......

（5）其他不常用非关系型数据库

　　HBase、MemcacheDB、BerkeleyDB、Tokyo CabinetTokyo Tyrant（ttserver） 
　　ttserver 持久化输出，缺点存储2千万条 性能下降（由日本人发明）

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六、常用非关系型数据库产品介绍 

1. memcached（key-value）

 
  Memcaced是一个开源的、高性能的、具有分布式内存对象的缓存系统。通过它可以减轻数据库负载，加速动态的web应用，最初版本由LiveJoumal 的Brad Fitzpatrick在2003年开发完成。目前全球有非常多的用户都在使用它来架构主机的大负载网站或提升主机的高访问网站的响应速度。注意：Memcache 是这个项目的名称，而Memcached是服务端的主程序文件名。 
缓存一般用来保存一些进程被存取的对象或数据，通过缓存来存取对象或数据要比在磁盘上存取块很多，前者是内存，后者是磁盘、Memcached是一种纯内存缓存系统，把经常存取的对象或数据缓存在memcached的内存中，这些被缓存的数据被程序通过API的方式被读取，memcached里面的数据就像一张巨大的hash表，数据以key-value对的方式存在。Memcached通过缓存经常被存取的对象或数据，从而减轻频繁读取数据库的压力，提高网站的响应速度，构建出快速更快的可扩展的Web应用。 
官网：http://memcached.org/ 
由于memcached为纯内存缓存软件，一旦重启所有数据都会丢失，因此，新浪网基于Memcached开发了一个开源项目Memcachedb。通过为Memcached增加Berkeley DB的特久化存储机制和异步主复制机制，使Memcached具备了事务恢复能力、持久化数据能力和分布式复制能力，memcached非常适合需要超高性能读写速度、持久化保存的应用场景，但是最近几年逐渐被其他的持久化产品替代如Redis

Memcached小结： 
1、key-value行数据库 
2、纯内存数据库 
3、持久化memcachedb（sina）

2. Redis（key-value）

 
        和Memcached类似，redis也是一个key-value型存储系统。但redis支持的存储value类型相对更多，包括string（字符串）、list（链表）、set（集合）和zset（有序集合）等。这些数据类型都支持push/pop、add/remove及取交集、并集和差集及更丰富的操作，而且这些操作都是原子性的。为了保证效率，redis的数据都是缓存在内存中。区别是redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件，并且在基础上实现了master-slave（主从）同步。 

redis是一个高性能的key-value数据库。redis的出现、很大程度补偿了memcached这类key/value存储的不足，在部分场合可以对关系数据库起到很好的补充作用。它提供了Python、Ruby、Erlang、PHP客户端，使用方便。 
官方：http://www.redis.io/documentation 
redis特点： 
1）支持内存缓存，这个功能相当于memcached 
2）支持持久化存储，这个功能相当于memcachedb，ttserver 
3）数据库类型更丰富。比其他key-value库功能更强 
4）支持主从集群、分布式 
5）支持队列等特殊功能 
应用：缓存从存取memcached更改存取redis

3. MongoDB（Document-oriented）

 
    MongoDB是一个介于关系型数据库和非关系型数据库之间的产品，是非关系型数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。他支持的数据库结构非常松散，类似json的bjson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongodb最大的特点是他支持的查询语言非常强大，其语法有点类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索引。 

特点： 
高性能、易部署、易使用、存储数据非常方便 
主要功能特性： 

1. 面向集合存储，易存储对象类型的数据 
2. “面向集合”（Collenction-Orented）意思是数据库被分组存储在数据集中，被称为一个集合（Collenction）每个 集合在数据库中都有一个唯一的标识名，并且可以包含无限数目的文档，集合的概念类似关系型数据库（RDBMS）里的表（table）不同的是它不需要定义任何模式（schema） 
3. 模式自由 
4. 模式自由（schema-free）意为着存储在mongodb数据库中的文件，我们不需要知道它的任何结构定义。 
5. 支持动态查询 
6. 支持完全索引，包含内部对象 
7. 支持查询 
8. 支持复制和故障恢复 
9. 使用高效的二进制数据存储，包括大型对象 
10. 自动处理碎片、以支持云计算层次的扩展性

4 .Cassandra（Column-oriented）

  Apache Cassndra是一套开源分布式Key-Value存储系统。它最初由Facebook开发，用于存储特别大的数据。Facebook目前在使用此系统。Cassandir是一个混合型的非关系的数据库，类似于Google的BigTable。其主要功能比Dynomie（分布式的key-value存储系统）更丰富，Cassandra最初由Facebook开发，后转变成了开源项目。

　　主要特点： 

1. 分布式 
2. 基于column的结构化 
3. 高伸展性 
4. Cassandra的主要特点就是它不是一个数据库，而是由一堆数据库节点共同构成一个分布式网络服务，对Cassandra的一个写操作，会被复制到其他节点上去，对Cassandra的读操作。也会被路由到某个节点上面去读取。

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七、重点掌握：MySQL

1.为什么选择MySQL数据库

　　原因可能有以下几点： 
　　（1） MySQL性能卓越、服务稳定，很少出现异常宕机 
　　（2） MySQL开放源代码且无版权制约，自主性及使用成本低 
　　（3） MySQL历史悠久，社区及用户活跃，遇到问题可以解决 
　　（4） MySQL软件体积小，安装使用简单，并且易于文虎，安装及维护成本低 
　　（5） MySQL品牌口碑效应，使得企业无需考虑就直接用，LAMP、LEMP流行架构 
　　（6） MySQL支持多用操作系统，提供多种API接口，支持多用开发语言，特别对流行的PHP语言有很好的支持

2. MySQL数据库分类与版本升级

　　MySQL数据库的官方网站为http://www.mysql.com，其发布的MySQL版本采用双授权政策，和大多数开源产品的路线一样，分为社区版和商业版，而这两个版本又各自分四个版本依次发布，这四个版本为：Alpha版、Beta版、RC版和GA版本

3.MySQL数据库商业版与社区办区别 

　　MySQL商业版与社区办之间的区别在于： 
　　1、商业版本组织管理与测试环节控制更严格，稳定性方面，会比社区版本更稳定 
　　2、MySQL是成熟产品，商业版与社区办之间性能方面相差不大 
　　3、商业版不遵守GPL协议，社区版遵守GPL协议可以免费试用 
　　4、使用商业版后可以购买相关的服务，享受7*24小时技术支持以及及时打补丁等服务，但是用户必须为此支持服务费用 
　　5、社区版本的维护服务只能靠社区提供，无法像商业版本获得故障及补丁解决服务了，但是社区版是完全免费的方式，社区版的服务质量与时效性等方面就无法与MySQL AB公司提供的服务相比了

4. MySQL数据库四种发布版本介绍

（1）Alpha版 —— Alpha版一般只在开发的公司内部运行，不对外公开 
（2）Beta版 —— Beta版一般是完成功能的开发与所有的测试工作之后的产品，不会存在较大的功能或性能BUG，并且邀请或提供给用户体验与测试，以便更全面地测试软件的问题。 
（3）RC版 —— RC版属于生产环境发布之前的一个小版本或称候选版，是根据Beta版本测试结果，收集到的BUG或缺陷之处等收集到的信息，进行修复和完善之后的一版产品 
（4）GA版 ——GA版是软件产品正式发布的版本，也称生产版本的产品

5. MySQL产品路线

    为了提高MySQL产品的竞争优势，以及提高性能，降低开发维护成本等原因。同时方便企业用户更精准的选择适合的版本用于主机的企业生产环境中， 

MySQL在发展到5.1版本系列之后，重新规划为三条产品线

第一条-5.0.xx到5.1.xx产品线系列介绍 
MySQL 5.1是当前稳定（产品质量）发布系列。只针对漏洞修复重新发布：没有增加会影响稳定性的新功能。 MySQL 5.1：Previous stable（production-quality）release MySQL 5.0是前一稳定（产品质量）发布系列。只针对严重漏洞修复和安全修复重新发布：没有增加会影响该系列的重要功能。 

MySQL 5.0：Older stable release nearing the end of the product lifecycle

第二条-5.4.xx开始-到了5.7.xx产品线系列介绍 
为了更好地整合MySQL AB公司社区和第三方公司开发的新存储引擎，以及吸收新的实现算法等，从而更好地支持SMP架构，提高性能而做了大量的代码重构，版本编号从5.4.xx开始，目前发展到了5.6.x MySQL 5.5：LatestGeneral Availability（Production）release 
主流：互联网公司用MySQL.5.5

第三条-6.0.xx到7.1.xx产品线系列介绍 
为了更好地推广MySQL Cluster版本，以及提高MySQL Cluster的性能和稳定性，以及功能改进和增加，以及改动MySQL基础功能，使其对Cluster存储引擎提供更有效的支持与优化。版本号为6.0.xx开发。目前发展到7.1.xx 
http://dev.mysql.com/downloads/mysql 
官方地址提供数据库下载版本： 
http://mysql.ntu.edu.tw/Downloads 
现在国内的镜像站也支持下载： 
http://mirrors.sohu.com/mysql/ 

6. MySQL数据库软件命名介绍 ：

　　　MySQL数据库软件的名字是由3个数字和一个后缀组成的版本号。

 例如，像mysql-5.0.56.tar.gz的版本号解释： 

（1） 第1个数字（5）是主版本号，描述了文件格式。所有版本5发行都有相同文件格式 
（2） 第2个数字（0）是发行级别。主版本号和发行级别组合到一起便构成了发型序列号。 
（3） 第3个数字（56）是在此系列的版本号，随每个新分发递增，通常你需要已经选择的发行（release）的最新版本 
（4） 后缀显示发行的稳定级别，通过一系列后缀显示如何改进稳定性，可能的后缀有：*alpha版

7. MySQL版本选择最终建议

   企业生产场景选择MySQL数据库建议： 
　　1） 稳定版：选择开源的社区版的稳定版GA版本 
　　2） 产品线：可以选择5.1或5.5 互联网公司主流5.5，其次是5.1和5.6 
　　3） 选择MySQL数据库GA版发布后6个月以上的GA版本。 
　　4）要选择前后几个月没有大的BUG修复的版本，而不是大量修复BUG的集中版本 
　　5）最好向后较长时间没有更新发布的版本 
　　6）要考虑开发人员开发程序使用的版本是否兼容你选的版本 
　　7）作为内部开发人员开发测试数据库环境，跑大概3-6个月的事件 
　　8）优先企业非核心业务采用新版本的数据库GA版本软件 
　　9）向DBA高手请教，或者在及技术氛围好的群里和大家一起交流，使用真正的高手们用过的好用的GA版本产品
　  10）若是没有重要的功能BUG或性能瓶颈，则可以开始考虑作为任何任务数据服务的后端数据库软件

　　p style=”margin-top: 10px; font-size: 15px; font-family: Helvetica, ‘Hiragino Sans GB’, 微软雅黑, ‘Microsoft YaHei UI’, SimSun, SimHei, arial, sans-serif; line-height: 24px;”>yum/rpm安装适合对数据库要求不太高的场合，例如并发布大，公司内部，企业内部的一些应用场景。大的门户把源码根据企业需求制作成rpm，搭建rpm仓库。