De ce bazele de date Nosql sunt mai scalabile decât bazele de date relaționale
Publicat: 2022-11-17Bazele de date Nosql sunt mai scalabile decât omologii lor relaționali din mai multe motive. În primul rând, bazele de date nosql sunt concepute pentru a fi distribuite de la zero, ceea ce înseamnă că sunt în mod inerent mai scalabile. În al doilea rând, bazele de date nosql folosesc în general modele de date mai simple decât bazele de date relaționale , ceea ce le face mai scalabile. În cele din urmă, bazele de date nosql tind să fie mai flexibile în ceea ce privește schema și structura datelor, ceea ce le face, de asemenea, mai scalabile.
Este sistemul care este capabil să suporte baze de date foarte mari, cu rate de solicitare extrem de mari și latență foarte scăzută. Pentru ca un site web să aibă succes, trebuie să fie scalabil și disponibilitate ridicată, precum și să aibă o bază mare de utilizatori. Pentru a rula mai multe instanțe simultan pe servere, se utilizează de obicei scalarea orizontală.
În loc de modelul ACID, bazele de date NoSQL folosesc de obicei modelul BASE. Ele oferă scalabilitate în schimbul renunțării la cerințele A, C și/sau D. Dacă doriți garanțiile ACID, vă puteți înscrie pentru ele în unele cazuri, precum Cassandra. Deși bazele de date NoSQL sunt de obicei mai scalabile, ele nu reușesc întotdeauna acest lucru.
Bazele de date SQL , precum bazele de date NoSQL, pot fi scalate orizontal, în timp ce bazele de date NoSQL pot fi scalate pe verticală. Arhitecturile bazelor de date diferă între bazele de date SQL și NoSQL prin aceea că bazele de date SQL sunt bazate pe tabele, în timp ce bazele de date NoSQL sunt baze de date bazate pe documente, cheie-valoare, grafice sau baze de date cu coloane largi. Baza de date NoSQL este mai potrivită pentru datele nestructurate, cum ar fi documentele sau JSON, în timp ce bazele de date SQL sunt mai potrivite pentru tranzacțiile cu mai multe rânduri.
NoSQL, pe de altă parte, vă permite să scalați aplicațiile web și de afaceri din lumea reală pe orizontală. Apache HBase, MongoDB și Cassandra sunt unele dintre cele mai populare baze de date NoSQL .
De ce bazele de date Nosql sunt mai scalabile?
Bazele de date Nosql sunt, în general, mai scalabile decât omologii lor sql, deoarece sunt proiectate să funcționeze cu date mari. De asemenea, sunt mai flexibili în ceea ce privește schema, ceea ce înseamnă că pot gestiona mai multe tipuri și structuri de date. În cele din urmă, bazele de date nosql sunt adesea concepute pentru a fi distribuite, ceea ce înseamnă că pot fi răspândite pe mai multe servere, ceea ce poate îmbunătăți și mai mult scalabilitatea.
Devine din ce în ce mai important ca aplicațiile să poată scala. În mod similar, este esențial să aveți un depozit de date care se poate scala rapid și eficient. În dezbaterea principală, este mai bine să folosiți o bază de date „ASL” sau „NoSQL”? Bazele de date SQL există de mult timp, în timp ce bazele de date NoSQL sunt binecunoscute pentru ușurința lor de scalare. Presupunerea că bazele de date NoSQL pot fi fragmentate numai în anumite operațiuni este inerentă designului lor. Baza de date așteaptă o calificare pentru a identifica nodul în care se află datele de fiecare dată când rulează o operațiune de date. Faptul că datele sunt stocate pe mai multe mașini face foarte simplă rularea operațiunilor de date chiar și pe cele mai ineficiente mașini.
Ca rezultat, bazele de date NoSQL pot fi scalate folosind mașini simple de mărfuri. Când se utilizează un sistem NoSQL, se presupune că utilizatorul va planifica și structura datele astfel încât toate datele necesare să poată fi preluate în același timp pentru o anumită operațiune. Scopul denormalizării datelor este de a evita ca acestea să devină corupte (date pre-gătite pentru funcționare). Nu se așteaptă ca aderările în NoSQL să fie bogate în funcții sau optimizate, deși sunt posibile. În termeni practici, aplicațiile NoSQL presupun că datele vor fi consistente în timp. Multe sisteme NoSQL oferă, de asemenea, comutatoare pentru a ajusta consistența în întregul sistem din motive de consecvență. Atunci când alegeți o arhitectură, o componentă importantă este evaluarea cazului de utilizare și selectarea depozitului de date adecvat pe baza acestuia.
Bazele de date de documente sunt o alegere excelentă pentru aplicațiile de scalare orizontală, deoarece pot fi distribuite pe mai multe noduri. Datele sunt găzduite în documentele autonome de tip MongoDB ale MongoDB, care sunt fișiere asemănătoare JSON. Acest lucru permite accesarea cu ușurință a mai multor noduri prin distribuirea documentelor într-un interval de scalare orizontală. MongoDB este, de asemenea, extrem de robust datorită utilizării clusterelor sharded, care permit transferul datelor între mai multe noduri. O bază de date NoSQL are numeroase avantaje pe lângă modelele sale de date flexibile, scalarea orizontală, interogările rapide și ușurința în utilizare. Bazele de date de documente, bazele de date cheie-valoare, depozitele cu coloane largi și bazele de date grafice sunt doar câteva dintre tipurile de baze de date NoSQL. O bază de date NoSQL este ideală pentru aplicațiile care necesită scalare orizontală, deoarece este ușor distribuită pe mai multe noduri. MongoDB este o alegere excelentă pentru aplicațiile care necesită o platformă de scalare orizontală, deoarece este ușor distribuită pe mai multe platforme.
Cum este scalabilă baza de date Nosql?
O bază de date NoSQL, pe de altă parte, este scalabilă pe orizontală, ceea ce înseamnă că pot gestiona trafic crescut prin adăugarea mai multor servere. Bazele de date NoSQL, pe lângă faptul că sunt mai mari și mai puternice, pot fi folosite pentru seturi de date mari sau în continuă schimbare.
După cum explică Rahim Yaseen de la Couchbase, putem înțelege mai multe concepte cruciale. Odată cu explozia de date, organizațiile caută din ce în ce mai mult modalități de a gestiona, stoca și extrage valoare din acestea. Ar trebui să-mi extind sau să-mi extind baza de date? Un sistem manual de sharding permite distribuirea informațiilor de înregistrare într-o serie de cabine de check-in. Funcționează pentru că există o idee bună despre care va fi schema. Ca rezultat, în cazul autosharding-ului, va trebui să mergeți la fiecare cabină pentru a afla cine s-a înregistrat cu numele de familie S. Tiparele de acces direct cheie dintr-o bază de date de documente necesită de obicei acces la un anumit document printr-o singură cheie, așa cum precum și capacitatea de a naviga la un alt document printr-o cheie aferentă. Este esențial să indexați și să interogați un număr mare de seturi de date pentru a îndeplini această sarcină.
Deoarece fiecare nod trebuie să participe la execuția interogării, implementarea unei tehnici de reducere a hărții este inutilă. Când volumul de date crește, extinderea în stil RDBMS devine din ce în ce mai puțin eficientă. O arhitectură extinsă care stă la baza unui set mare de date este cel mai probabil condamnată, la fel ca și un singur punct de eșec foarte mare. Internetul este un exemplu excelent de cluster-nimic partajat, unul extrem de mare și extrem de distribuit.
Scalare verticală costă mai mult și poate să nu fie necesară în unele cazuri. Datorită faptului că problemele pot fi distribuite pe un număr mai mare de mașini, scalarea orizontală este mai rentabilă.
Este esențial să selectați soluția de scalare potrivită pentru a evita problemele de performanță, complexitatea crescută și pierderea de date care ar putea rezulta din deciziile de scalare incorecte.
Când ar trebui să mă extind?
Există mai mulți factori de luat în considerare înainte de a decide dacă se extinde sau nu. Primul lucru pe care ar trebui să-l știți este cu câte date se ocupă aplicația dvs. O singură mașină de bază de date poate gestiona o cantitate relativ mare de date dacă datele sunt relativ mici. Se așteaptă, de asemenea, că un volum mai mare de date va avea ca rezultat o cantitate mai mare de procesare necesară pentru ca aplicația să ruleze și este posibil ca mașina să nu mai poată să o proceseze.
Dacă datele sunt relativ mici, încărcarea poate fi gestionată de o singură mașină de bază de date.
Când ar trebui să vă gândiți la extinderea?
Dacă aveți o problemă care poate fi rezolvată prin împărțirea unui număr mare de mașini în altele mai mici, extinderea poate fi cea mai bună opțiune pentru dvs. Dacă aveți un site web care necesită o mulțime de servere și nu aveți suficient CPU sau RAM pentru a le pune pe toate în centrul dvs. de date, este posibil să puteți adăuga mai multe servere în centrul dvs. de date și să le puneți să se ocupe de încărcare.
Creșterea numărului de servere din centrul dvs. de date poate fi mai eficientă din punct de vedere al costurilor în anumite situații, cum ar fi gestionarea unui număr mare de mașini care se pot răspândi.
Scalarea serverului dvs.: avantajele și dezavantajele scalării verticale și orizontale
Scalare verticală este de obicei mai costisitoare, ceea ce face dificilă atingerea aceluiași nivel de performanță. Deși scalarea orizontală este în general mai eficientă, poate fi mai dificil de configurat.
De ce sunt bazele de date Nosql mai bune?
Bazele de date Nosql sunt adesea văzute ca fiind mai bune decât omologii lor relaționali din mai multe motive. În primul rând, ele sunt în general mult mai ușor de configurat și de utilizat - nu este nevoie de design complicat de schemă sau de mapare obiect-relațională. În al doilea rând, sunt foarte scalabili și pot gestiona cu ușurință cantități mari de date. În cele din urmă, acestea tind să fie mai flexibile în ceea ce privește modelarea datelor, facilitând stocarea și interogarea structurilor complexe de date.
Industria bazelor de date NoSQL a crescut la sfârșitul anilor 2000, concentrându-se pe scalare, interogări rapide și ușurând programarea. Flexibilitatea bazelor de date NoSQL, precum și capacitatea lor de a scala orizontal și de a se adapta modelelor de date flexibile, le fac ideale pentru dezvoltatori. Bazele de date SQL (Structured Query Language) sunt cunoscute pentru schemele lor rigide, complexe și tabulare, precum și pentru cerințele ridicate de scalare verticală. În versiunea 4.0, MongoDB a adăugat tranzacții ACID cu mai multe documente, iar în versiunea 4.2, MongoDB a extins suportul pentru a acoperi clustere fragmentate. Nr. 1 conține modele de date. Datele din bazele de date NoSQL sunt de obicei optimizate pentru scopuri de interogare, mai degrabă decât pentru duplicarea datelor.
Compresia este, de asemenea, disponibilă în unele baze de date NoSQL pentru a reduce amprenta de stocare. Bazele de date grafice, de exemplu, pot fi utile pentru analiza relațiilor, dar este posibil să nu ofere suficiente informații pentru utilizarea de zi cu zi. Dacă sunteți în căutarea unei baze de date pentru un anumit caz de utilizare, cartea albă Unde să utilizați MongoDB vă poate ajuta să aflați care bază de date este potrivită pentru dvs. MongoDB Atlas este o bază de date NoSQL excelentă pentru a începe, deoarece este una dintre cele mai simple de utilizat. Puteți învăța MongoDB în doar 24 de ore cu Universitatea MongoDB, care oferă cursuri online complet gratuite.
Nosql oferă un mod diferit de manipulare a datelor
Este de preferat să folosiți NoSQL pentru a stoca și gestiona datele. Simplitatea și scalabilitatea acestei aplicații o fac ideală pentru utilizare. O bază de date NoSQL este mai fiabilă și are o accesibilitate mai mare.
Scalabilitate Nosql Vs Sql
Bazele de date SQL sunt scalabile pe verticală, ceea ce înseamnă că se pot scala prin adăugarea mai multor resurse (CPU, memorie etc.) la un singur server. Bazele de date NoSQL sunt scalabile pe orizontală, ceea ce înseamnă că se pot scala prin adăugarea mai multor servere.
Poate fi dificil să distingem între vasta gamă de sisteme de baze de date disponibile astăzi. DBA ar trebui să fie familiarizat cu diferențele dintre SQL, NoSQL și DBMS individuale. În general, bazele de date NoSQL, care nu au proprietăți relaționale, nu se bazează pe RDBMS-uri tradiționale. Cele două produse au cinci diferențe majore, precum și câteva distincții cheie care le deosebesc unul de celălalt. Arhitectura master-slave a bazelor de date NoSQL se scalează mai orizontal cu servere sau noduri suplimentare. Conform teoremei CAP, care afirmă că în orice bază de date distribuită, doar două dintre următoarele proprietăți pot fi garantate în același timp: Este esențial să sprijiniți și să susțineți comunitatea. Bazele de date SQL există de mult timp, sunt bine cunoscute și au un istoric lung de fiabilitate.
Bazele de date NoSQL nu sunt la fel de sigure ca bazele de date relaționale, deoarece conțin mai puține structuri de date. Cu toate acestea, ele sunt mai scalabile, permițându-le să devină mai populare. În ciuda securității lor, bazele de date relaționale pot să nu fie cea mai bună alegere pentru fiecare aplicație.
Scalabilitate relațională vs non relațională a bazei de date
Scalarea bazelor de date este diferită în bazele de date non-relaționale, cum ar fi bazele de date de documente, decât în bazele de date relaționale, care pot fi scalate doar pe verticală (CPU, spațiu pe hard disk și așa mai departe). Replicarea bazelor de date presupune crearea mai multor baze de date pe mai multe servere, ceea ce menține datele sincronizate.
În lucrarea sa de cercetare din 1970 A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks, EF Codd de la IBM a inventat termenul „bază de date relațională”. Cheile sunt folosite pentru a lega informații din mai multe tabele dintr-o bază de date relațională. Microsoft SQL Server, Oracle Database, MySQL și IBM DB2 sunt cele mai utilizate baze de date din lume. Utilizarea unui sistem de management al bazelor de date relaționale (RDBMS) este o modalitate excelentă de a vă păstra datele exacte și consecvente. Pentru a atinge integritatea diferențială, trebuie utilizată atât o relație de cheie primară, cât și cea externă. O înregistrare trebuie ștearsă indiferent dacă se referă la o cheie primară sau la orice altă înregistrare. Acest lucru împiedică salvarea unei înregistrări orfane.
Tabelele, rândurile, cheile primare sau cheile străine nu pot fi găsite într-o bază de date non-relațională, așa cum pot fi găsite într-o bază de date relațională. În schimb, o bază de date NoSQL utilizează un model de stocare optimizat pentru tipul de date stocate. Depozitele de date de documente, depozitele de date în coloană, depozitele de cheie-valoare, bazele de date grafice, indexate și grafice sunt cele mai frecvent utilizate baze de date NoSQL. O bază de date grafică are scopul de a facilita stocarea informațiilor între entități. Maparea obiect-relațională (ORM) este o nouă capacitate introdusă în bazele de date NoSQL ca înlocuitor pentru Structure Query Language (SQL). Sunt disponibile o serie de limbaje NoSQL, inclusiv Java, Javascript. NET și PHP.
Este esențial să se facă distincția între două tipuri de baze de date din două motive: utilitatea lor în sine și cazurile de utilizare pe care le servesc. Nicio bază de date nu este mai bună decât cealaltă, dar niciuna nu are monopolul de a fi mai bună decât cealaltă. Atunci când alegeți un tip de bază de date pentru proiectul dvs., luați în considerare nevoile organizației, precum și funcționalitatea aplicației sale.
Cassandra este o arhitectură concepută pentru a gestiona cantități mari de date la latență scăzută. Cassandra realizează acest lucru utilizând o schemă de replicare a tamponului inel. Schema de replicare a tamponului inel într-un sistem îi permite acestuia să reproducă date între două sau mai multe noduri. Schema de replicare permite sistemului să crească fără a interfera cu disponibilitatea datelor. Apache Cassandra este, de asemenea, proiectat pentru a fi tolerant la erori. Ca rezultat, dacă un nod eșuează, un alt nod din sistem poate fi capabil să reproducă datele la nodul eșuat. Permiterea unui sistem să crească fără a avea un impact negativ asupra disponibilității datelor este un rezultat al acestei toleranțe la erori. Este o bază de date mare și de încredere, care poate gestiona un număr mare de tranzacții într-un mod eficient.
Care este mai ușor de scalat Rdbms sau Nosql?
În ciuda lipsei de capabilități de scalare, RDBMS nu se extind de obicei, în timp ce bazele de date NoSQL mai noi sunt destinate să profite de nodurile noi și sunt de obicei proiectate având în vedere hardware-ul de marfă cu costuri reduse.