Co to jest nierelacyjna baza danych?
W złożonej dziedzinie przechowywania danych, bazy danych odgrywają kluczową rolę w zarządzaniu i dostępie do informacji. Tradycyjnie, w dużej mierze dominują relacyjne bazy danych oparte na języku SQL. Pojawienie się dużych ilości danych sprawiło jednak, że bazy danych nie będące relacyjnymi bazami danych - NoSQL - stały się popularne.
Systemy te oferują większą elastyczność i skalowalność, otwierając drogę do nowych zastosowań i poprawy wydajności. W niniejszym artykule omówiono nierelacyjne bazy danych oraz ich różnice w porównaniu z relacyjnymi bazami danych, a także przedstawiono niektóre z głównych rozwiązań dostępnych obecnie.
Co to jest nierelacyjna baza danych?
Nierelacyjne bazy danych (często nazywane bazami danych NoSQL) różnią się od tradycyjnych relacyjnych baz danych tym, że przechowują dane w formie nietabelarycznej. Nierelacyjne bazy danych mogą być oparte na strukturach danych, takich jak dokumenty.
Dokument może być bardzo szczegółowy, ale zawiera różne typy danych w różnych formatach. Możliwość asymilacji i organizowania różnych typów danych obok siebie sprawia, że bazy danych nie-relacyjnych są znacznie bardziej elastyczne niż relacyjne.
Nierelacyjne bazy danych są często wykorzystywane do organizowania dużych ilości złożonych i różnorodnych danych. Na przykład, duży sklep może mieć bazę danych, w której każdy klient ma własny dokument zawierający wszystko, od nazwiska i adresu po historię zamówień i informacje o karcie kredytowej. Pomimo różnych formatów, wszystkie te informacje mogą być przechowywane w jednym dokumencie.
Nierelacyjne bazy danych są często szybsze, ponieważ zapytania nie muszą wyświetlać wielu tabel, aby uzyskać odpowiedź, co często ma miejsce w przypadku relacyjnych zestawów danych.
Nierelacyjne bazy danych są zatem idealne do przechowywania danych, które mogą być często zmieniane, lub dla aplikacji przetwarzających wiele różnych typów danych. Umożliwiają one obsługę szybko rozwijających się aplikacji, które wymagają dynamicznej bazy danych zdolnej do szybkich zmian i obsługi dużych ilości złożonych, nieustrukturyzowanych danych.
Na początku projektu warto przyjrzeć się różnicom między relacyjnymi i nierelacyjnymi bazami danych, aby lepiej zrozumieć, które rozwiązanie jest odpowiednie dla Twojego projektu. Możesz również przyjrzeć się różnym przykładom wykorzystania obu typów baz danych i zdecydować, kiedy można by je dowolnie wybrać.
Co to jest baza danych w chmurze?
Baza danych w chmurze to system zarządzania danymi hostowany w infrastrukturze cloud computing. W przeciwieństwie do baz danych umieszczonych lokalnie, są one dostępne przez Internet, a ich infrastruktura jest zarządzana przez dostawcę usług.
Bazy danych w chmurze oferują dużą elastyczność w zakresie pojemności dyskowej i mocy obliczeniowej, umożliwiając firmom szybkie dostosowywanie się do zmiennego zapotrzebowania. Pozwala to również uniknąć konieczności utrzymywania własnej infrastruktury sprzętowej, co obniża koszty operacyjne i ułatwia zarządzanie zasobami informatycznymi.
Historia nierelacyjnych baz danych
Relacyjne bazy danych pojawiły się jako pierwsze, co umożliwia przydatne porównanie, pozwalające zrozumieć nierelacyjne bazy danych. Baza danych relacyjnych, stworzona przez Edgara F. Codda w 1970 r., porządkuje dane według wierszy i kolumn, przypisując do każdego wiersza konkretny klucz.
Prawie wszystkie relacyjne systemy baz danych korzystają z języka SQL i są niezwykle złożone. Zazwyczaj są one sztywniejsze lub bardziej kontrolowane. Ich zdolność do tłumaczenia złożonych danych jest jednak dość ograniczona.
Jednak systemy SQL są nadal szeroko stosowane i bardzo przydatne w utrzymywaniu dokładnych zapisów transakcyjnych, starszych źródeł danych i wielu innych przypadków użycia w firmach różnej wielkości.
W połowie lat 90., kiedy to popularność Internetu zaczęła rosnąć, relacyjne bazy danych nie były już w stanie zaspokoić potrzeb użytkowników w zakresie przetwarzania danych oraz potrzeby zróżnicowania typów danych.
Doprowadziło to do stworzenia nierelacyjnych baz danych. Bazy danych NoSQL mogą szybko tłumaczyć nietypowe dane i uniknąć sztywności bazy SQL, zastępując zorganizowaną przestrzeń dyskową bardziej elastycznym podejściem.
Rozwój NoSQL
Skrót NoSQL został użyty po raz pierwszy w 1998 roku przez Carlo Strozziego do określenia jego "relacyjnej" bazy danych, która nie używała SQL. Nazwa pojawiła się ponownie w 2009 roku, kiedy Eric Evans i Johan Oskarsson użyli jej do opisania nierelacyjnych baz danych. Relacyjne bazy danych są często nazywane systemami SQL.
W przypadku terminu NoSQL powszechnie akceptowanym tłumaczeniem jest "Nie tylko SQL". Wskazuje on na fakt, że niektóre systemy mogą obsługiwać różne języki zapytań, ale podobne do SQL.
NoSQL rozszerzył się, przynajmniej na początku, w odpowiedzi na potrzebę przetwarzania nieustrukturyzowanych danych i potrzebę szybszego ich przetwarzania. Model NoSQL wykorzystuje rozproszony system baz danych, czyli system składający się z wielu komputerów.
System nierelacyjny jest szybszy, korzysta z metody ad hoc organizacji danych i zarządza dużymi ilościami danych różnego rodzaju. W przypadku badań ogólnych bazy danych NoSQL ze względu na szybkość i elastyczność są lepszym wyborem niż relacyjne bazy danych w przypadku dużych, nieustrukturyzowanych zbiorów danych.
Systemy NoSQL pozwalają nie tylko na zarządzanie ustrukturyzowanymi danymi, ale również na szybkie przetwarzanie nieustrukturyzowanych danych (dziś znanych jako Big Data). To z kolei zmusiło firmy takie jak Facebook czy Twitter do przyjęcia systemów NoSQL.
Przedsiębiorstwa te przetwarzają ogromne ilości nieustrukturyzowanych danych, a następnie koordynują te procesy, aby znaleźć modele i uzyskać informacje biznesowe. Termin Big Data stał się oficjalnym terminem w 2005 roku.
Dlaczego warto korzystać z bazy danych NoSQL?
Nowoczesne aplikacje gromadzą i przechowują coraz większe i bardziej złożone zbiory danych na temat użytkowników. Korzyści płynące z takich danych dla przedsiębiorstw wynikają oczywiście z ich potencjału analitycznego. Nierelacyjna baza danych umożliwia identyfikowanie wzorców i wartości w różnych wolumenach danych.
Korzystanie z nierelacyjnych baz danych ma kilka zalet, w tym:
Organizacja masowych zbiorów danych
W erze Big Data nierelacyjne bazy danych nie tylko pozwalają na przechowywanie ogromnych ilości danych, ale także na łatwe odpytywanie tych zbiorów. Ważnymi zaletami są tu pojemność i szybkość przetwarzania.
Elastyczne rozszerzanie baz danych
Dane nie są statyczne. Nierelacyjna baza danych jest w stanie wchłonąć nowe zebrane dane i wzbogacić istniejącą bazę danych o nowe wartości, nawet jeśli nie są one zgodne z istniejącymi typami danych.
Różne struktury danych
Dane zbierane od użytkowników przybierają dziś różnorodne formy: cyfry, ciągi znaków, zdjęcia, filmy, historia wiadomości, itp. Baza danych musi być w stanie przechowywać różne formaty informacji, rozumieć relacje między nimi i wykonywać szczegółowe zapytania.
Idealne połączenie z chmurą
Nierelacyjne bazy danych mogą być ogromne. A ponieważ w niektórych przypadkach wzrost jest geometryczny, firmy potrzebują środowiska hostingowego, które sprosta ich wzrostowi. Dzięki skalowalności chmury jest to idealne środowisko dla nierelacyjnych baz danych.
Różnice między SQL i NoSQL
Istnieje wiele podobieństw między bazami danych NoSQL i SQL. Obie nie tylko obsługują przechowywanie danych i kwerendy, ale również pobierają, aktualizują i usuwają przechowywane dane.
Jednak pod powierzchnią kryją się znaczące różnice, które w porównaniu do baz danych SQL wpływają na wydajność, skalowalność i elastyczność baz danych NoSQL. Oto niektóre z głównych różnic między tymi bazami danych:
Inna struktura
Bazy danych SQL są oparte na tabelach, podczas gdy bazy danych NoSQL mogą być zorientowane na dokumenty, pary klucz-wartość lub struktury wykresów. Dokument w bazie danych NoSQL może zawierać pary klucz-wartość, które mogą być następnie uporządkowane i zagnieżdżone.
Różne skalowalności
Bazy danych SQL są skalowane pionowo, zazwyczaj w oparciu o pojedynczy serwer, co powoduje, że użytkownicy muszą uaktualnić fizyczne komponenty, aby zwiększyć przestrzeń dyskową. Bazy danych SQL często stanowią zaporowy koszt dla firm przetwarzających duże ilości zbiorów Big Data.
Bazy danych NoSQL zapewniają skalowalność horyzontalną, co oznacza, że wystarczy dodać serwery, aby zwiększyć obciążenie danymi. Oznacza to, że bazy danych NoSQL są lepiej dostosowane do nowoczesnych infrastruktur.
Inny język
Bazy danych NoSQL korzystają z notacji obiektu JavaScript (JSON), notacji XML, notacji YAML lub schematu binarnego, ułatwiając nieustrukturyzowane dane. Bazy danych SQL mają stały schemat, natomiast bazy danych NoSQL są bardziej elastyczne.
Różnice w pomocy
SQL to popularny język standardowy, który jest dobrze obsługiwany przez wiele systemów baz danych, podczas gdy NoSQL jest mniej lub bardziej dobrze obsługiwany.
Jeśli chodzi o potencjalną pomoc techniczną, zazwyczaj można uzyskać więcej pomocy w przypadku baz danych SQL niż w przypadku baz danych NoSQL. Wynika to z faktu, że SQL jest bardziej zaawansowaną technologią, a zatem ma o wiele więcej użytkowników i programistów, którzy mogą pomóc w rozwiązaniu problemów.
NoSQL natomiast jest wciąż stosunkowo nowym rozwiązaniem, a pomoc dostępna na forach lub za pośrednictwem społeczności jest mniejsza. Jeśli podczas korzystania z tej usługi napotkasz trudności, możesz ograniczyć opcje wsparcia.
Różne nierelacyjne bazy danych
MongoDB
MongoDB jest jedną z najpopularniejszych i najczęściej używanych nierelacyjnych baz danych. Należy ona do kategorii baz danych zorientowanych na dokumenty. MongoDB jest ceniony za łatwość obsługi oraz zdolność do zarządzania obciążeniami wymagającymi dużej ilości danych. Jest ona często wykorzystywana w takich dziedzinach, jak e-commerce lub gry wideo.
Redis
Redis to baza danych NoSQL w pamięci, co oznacza, że przechowuje ona dane głównie w pamięci RAM, co zapewnia niezwykle szybki dostęp. Jest ona często wykorzystywana do przechowywania w pamięci podręcznej, przesyłania wiadomości w czasie rzeczywistym i innych zastosowań wymagających ekstremalnie krótkiego czasu odpowiedzi.
Redis obsługuje różne typy struktur danych, takie jak ciągi, listy, zestawy i skróty, dzięki czemu jest wszechstronnym wyborem dla wielu scenariuszy. Jego prostota, wysoka wydajność i skalowalność sprawiają, że jest popularnym narzędziem dla aplikacji wymagających szybkiej odpowiedzi w czasie rzeczywistym.
Cassandra
Cassandra to rozproszona baza danych przeznaczona do zarządzania dużymi ilościami danych na wielu centrach danych. W przeciwieństwie do innych baz danych NoSQL, Cassandra jest szczególnie dobrze dostosowana do aplikacji wymagających wysokiej dostępności i odporności na awarie, ponieważ wykorzystuje rozproszony model danych z automatyczną replikacją.
Jest ona szeroko stosowana w aplikacjach, które wymagają transparentnego skalowania, niskiego opóźnienia i wysokiej dostępności, takich jak sieci społecznościowe i analiza w czasie rzeczywistym.
OpenSearch
OpenSearch, wcześniej znany jako Elasticsearch, jest rozproszoną bazą danych wyszukiwania, która została pierwotnie stworzona do wyszukiwania pełnotekstowego. Jest ona przeznaczona do indeksowania dużych ilości danych i umożliwia kompleksowe przeszukiwanie w czasie rzeczywistym.
Moc wyszukiwania OpenSearch oznacza, że może być wykorzystywana do wielu zastosowań, w tym do wyszukiwania logów, wyszukiwania produktów, analizy danych,monitoringu i wielu innych.
OpenSearch oferuje również wiele funkcji, takich jak zarządzanie klastrem, bezpieczeństwo danych i wizualizacja.
OVHcloud i nierelacyjne bazy danych
MongoDB
Przyspiesz time to market, powierzając nam zarządzanie Twoimi ulubionymi bazami danych NoSQL. Pozwól swoim zespołom skoncentrować się na kluczowych aspektach ich działalności i rozwoju usług. Zajmujemy się konfiguracją, utrzymaniem, tworzeniem kopii zapasowych, bezpieczeństwem oraz monitoringiem systemów zarządzania bazami danych MongoDB.
Redis
Zainstaluj i uruchom silnik bazy danych Redis w ramach usługi zarządzanej przez nasze zespoły. Do naszych zadań należy wdrożenie rozwiązania, jego utrzymanie, tworzenie kopii zapasowych oraz zapewnienie bezpieczeństwa i skalowalności. co ułatwi codzienną pracę Twoich programistów, umożliwiając im skoncentrowanie się na tworzeniu aplikacji.
Cassandra
Przyspiesz wzrost, wdrażając za pomocą kilku kliknięć zarządzany klaster Cassandra. Jest to open source’owy silnik bazy danych NoSQL, idealny do przetwarzania bardziej wymagających zadań i zapewniający wysoką wydajność. Skup się na rozwoju funkcji aplikacyjnych, podczas gdy my zajmiemy się zarządzaniem usługą: konfiguracją, utrzymaniem, wykonywaniem kopii zapasowych, aktualizacjami oraz zapewnieniem wysokiej dostępności.
Bazy danych
Wykorzystuj potencjał danych i zyskaj kontrolę nad zasobami. W ramach naszej zarządzanej usługi bazy danych zajmujemy się utrzymaniem infrastruktury baz oraz ich administracją. Konfiguracja, kopie zapasowe, skalowalność i bezpieczeństwo. Pozwala to zaoszczędzić czas i pieniądze. Ty i Twój zespół możecie się skupić na tworzeniu i wdrażaniu aplikacji opartych na chmurze. Wybierz jeden z popularnych silników dostępnych z usługą Public Cloud i już teraz uruchom bazę danych.
FAQ
Co to jest baza danych NoSQL?
NoSQL to podejście do zarządzania bazami danych, które można dostosować do różnych modeli danych, w tym wartości kluczowych, dokumentów, kolumn i diagramów.
Co oznacza NoSQL?
Niektórzy mówią, że termin "NoSQL" oznacza "No SQL" (nie SQL), inni natomiast mówią, że oznacza "NoSQL" (nie tylko SQL). W każdym razie większość osób zgadza się, że bazy danych NoSQL to bazy danych, które przechowują dane w formacie innym niż tabele relacyjne.
Dlaczego warto korzystać z bazy danych NoSQL?
W porównaniu z relacyjnymi bazami danych, bazy danych NoSQL są często bardziej skalowalne i zapewniają wyższą wydajność. Elastyczność i łatwość obsługi modeli danych mogą przyspieszyć rozwój w porównaniu z modelem relacyjnym, zwłaszcza w środowisku cloud computing.