Το Apache Cassandra είναι μια βάση δεδομένων ανοιχτού κώδικα, κατανεμημένη NoSQL.
Πίνακας περιεχομένων
Τι είναι το Apache Cassandra;
Πριν γίνει ανοιχτός κώδικας, το Apache Cassandra σχεδιάστηκε αρχικά στο Facebook (τώρα Meta) για να συνδυάζει χαρακτηριστικά του DynamoDB της Amazon και του Bigtable της Google.
Χρησιμοποιείται ευρέως από εταιρείες όπως το Netflix, η Uber και το Facebook λόγω της υψηλής διαθεσιμότητας και επεκτασιμότητας του.
Αυτό το άρθρο θα εξετάσει πώς είναι δομημένο το Apache Cassandra, πώς λειτουργεί και τα διαφορετικά χαρακτηριστικά και τα οφέλη από τη χρήση του ως μέρος της στοίβας τεχνολογίας σας.
Τι είναι το NoSQL;
Το Apache Cassandra εμπίπτει στην ομάδα βάσεων δεδομένων που είναι γνωστές ως βάσεις δεδομένων NoSQL. Σε αντίθεση με τις σχεσιακές βάσεις δεδομένων ή τις βάσεις δεδομένων SQL, οι βάσεις δεδομένων NoSQL δεν χρησιμοποιούν SQL ή σχέσεις με τον τρόπο που κάνουν οι βάσεις δεδομένων SQL.
Αυτό δημιουργεί πλεονεκτήματα στην ευκολία χρήσης και την ευελιξία, ενώ θυσιάζει τη δυνατότητα να κάνετε πιο προηγμένα ερωτήματα. Ωστόσο, τόσο οι βάσεις δεδομένων NoSQL όσο και SQL έχουν τις θέσεις τους όπου η καθεμία λάμπει.
Πώς λειτουργεί το Apache Cassandra;
Το Cassandra εκτελείται χρησιμοποιώντας τη Γλώσσα Ερωτημάτων Cassandra (CQL), η οποία είναι συντακτικά πολύ παρόμοια με τη Γλώσσα δομημένης ερωτημάτων (SQL) που χρησιμοποιείται από σχεσιακές βάσεις δεδομένων.
Ωστόσο, δεν υποστηρίζει ορισμένες δυνατότητες, όπως συνδέσεις, που διαθέτουν οι περισσότερες σχεσιακές βάσεις δεδομένων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η Cassandra είναι μια βάση δεδομένων πρώτης ερώτησης. Αυτό σημαίνει ότι η βάση δεδομένων έχει σχεδιαστεί με βάση τα ερωτήματα που θα γίνουν.
Στη συνέχεια δημιουργούνται πίνακες για να παρέχουν αρκετά δεδομένα για κάθε ερώτημα χωρίς να χρειάζεται να ενωθούν πολλοί πίνακες. Αυτό το κάνει γρήγορο. Μπορεί να εγκατασταθεί σε όλα τα κύρια λειτουργικά συστήματα.
Αρχιτεκτονική της Κασσάνδρας
Στο πιο βασικό επίπεδο, η Κασσάνδρα αποτελείται από κόμβους. Τα δεδομένα αποθηκεύονται σε κόμβους και όλες οι εγγραφές με το ίδιο κλειδί αποθηκεύονται στον ίδιο κόμβο. Αυτό καθιστά την εκτέλεση ερωτημάτων πιο γρήγορη από ό,τι στις βάσεις δεδομένων SQL, όπου μπορεί να εκτελούνται πολλοί πίνακες σε πολλούς υπολογιστές.
Πηγή: cassandra.apache.org
Τα δεδομένα αναπαράγονται μεταξύ των κόμβων για υψηλή διαθεσιμότητα από έναν παράγοντα αναπαραγωγής που καθορίζεται από τον δημιουργό της βάσης δεδομένων. Μια ομάδα κόμβων που αποθηκεύει ολόκληρα τα δεδομένα σε μια βάση δεδομένων ονομάζεται κέντρο δεδομένων.
Μια ομάδα κέντρων δεδομένων σχηματίζει ένα σύμπλεγμα. Η ύπαρξη πολλών κέντρων δεδομένων σημαίνει ότι τα δεδομένα είναι πάντα διαθέσιμα ακόμα και όταν ένα κέντρο δεδομένων τίθεται απροσδόκητα εκτός σύνδεσης.
Χαρακτηριστικά του Apache Cassandra
Μεταξύ των πιο σημαντικών και διαφοροποιητικών παραγόντων του Apache Cassandra και άλλων επιλογών στην αγορά είναι ότι είναι:
#1. Ανοιχτή πηγή
Το Apache Cassandra είναι δωρεάν και ανοιχτού κώδικα. Αυτό σημαίνει ότι ο πηγαίος κώδικας είναι διαθέσιμος στο διαδίκτυο, γεγονός που καθιστά λιγότερο πιθανό να έχει σφάλματα και ευπάθειες που δεν έχουν ήδη ανακαλυφθεί και επιδιορθωθεί.
Αυτό είναι σημαντικό επειδή τα δεδομένα χρηστών και επιχειρήσεων είναι σημαντικά περιουσιακά στοιχεία που θα πρέπει να προστατεύονται.
#2. Χρησιμοποιεί Αρχιτεκτονική ευρείας στήλης
Σε αντίθεση με τις περισσότερες βάσεις δεδομένων που αποθηκεύουν δεδομένα σε αρχεία ανάλογα με τον πίνακα στον οποίο βρίσκονται τα δεδομένα, το Apache Cassandra αποθηκεύει ανά στήλη.
Αυτό κάνει την αναζήτηση μιας τιμής σε μια στήλη πιο γρήγορη, επειδή δεν χρειάζεται να αναζητήσει ολόκληρη τη σειρά. Ως αποτέλεσμα, οι αναζητήσεις δεδομένων της Cassandra είναι εξίσου γρήγορες με τη χρήση ευρετηρίων σε άλλες βάσεις δεδομένων.
#3. Διανέμονται
Το Apache Cassandra διανέμεται, που σημαίνει ότι δεν τρέχει σε ένα μόνο μηχάνημα. Αυτό βοηθά στη διασφάλιση υψηλής διαθεσιμότητας δεδομένων, επειδή αναπαράγονται σε διαφορετικούς κόμβους και κέντρα δεδομένων. Κάνει επίσης την πρόσβαση στα δεδομένα ταχύτερη όταν τα κέντρα δεδομένων είναι γεωγραφικά πιο κοντά στον χρήστη.
#4. Query-First Design
Στον παραδοσιακό σχεδιασμό βάσεων δεδομένων, οι πίνακες μοντελοποιούνται γύρω από οντότητες. Μέσω της κανονικοποίησης, οι σχέσεις μεταξύ αυτών των οντοτήτων δημιουργούνται στη συνέχεια και δημιουργούνται στις βάσεις δεδομένων.
Συχνά κατά την υποβολή ερωτημάτων, οι σχέσεις εκτείνονται σε πολλούς πίνακες. Όταν αυτοί οι πίνακες αποθηκεύονται σε διαφορετικά μηχανήματα, η πρόσβαση στα δεδομένα μπορεί να είναι αργή.
Ωστόσο, με την Cassandra, δημιουργείτε πίνακες με βάση τα ερωτήματα που σκοπεύετε να κάνετε. Όλα τα δεδομένα που απαιτούνται για την ικανοποίηση αυτού του ερωτήματος αποθηκεύονται στη συνέχεια σε έναν πίνακα.
Τα οφέλη του Apache Cassandra
- Είναι δωρεάν: Το ίδιο το σύστημα διαχείρισης βάσεων δεδομένων είναι δωρεάν και μπορείτε να το κατεβάσετε από την επίσημη ιστοσελίδα του Apache Cassandra. Ωστόσο, η υποδομή διακομιστή στην οποία εκτελείται η βάση δεδομένων δεν είναι.
- Εξαιρετικά διαθέσιμο: Το Apache Cassandra έχει σχεδιαστεί με γνώμονα την ανθεκτικότητα. Έχει σχεδιαστεί με αρκετό πλεονασμό ώστε να παραμένει λειτουργικό όταν τμήματα της βάσης δεδομένων είναι εκτός σύνδεσης.
- Είναι επεκτάσιμο: Μπορούν να προστεθούν επιπλέον κόμβοι στη βάση δεδομένων και η χωρητικότητα αποθήκευσης μπορεί να επεκταθεί με ελάχιστο έως καθόλου χρόνο διακοπής λειτουργίας. Αυτό είναι ιδανικό για τη δημιουργία εφαρμογών μεγάλου όγκου.
- Είναι πιο γρήγορο: Λόγω της αρχιτεκτονικής ευρείας στήλης και της σχεδίασης με την πρώτη ερώτηση, το Apache Cassandra μπορεί να αποδώσει ταχύτερα σε σύγκριση με άλλα συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων.
Τώρα, θα εξερευνήσουμε μερικούς από τους καλύτερους πόρους εκμάθησης για να κατανοήσουμε το Apache Cassandra.
Πόροι μάθησης
#1. Apache Cassandra: Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε
Αυτό το μάθημα Udemy για το Apache Cassandra θα σας μεταφέρει από αρχάριους έως επαγγελματίες που καλύπτουν θέματα από τη θεωρητική επισκόπηση της Cassandra έως τη Cassandra Query Language.
Η μόνη προϋπόθεση για αυτό το μάθημα είναι να είστε εξοικειωμένοι με βάσεις δεδομένων γενικά και συστήματα Linux.
#2. Γίνετε Πιστοποιημένος Προγραμματιστής Cassandra: Πρακτική Εξετάσεις
Αυτό το μάθημα πιστοποιητικού περιλαμβάνει δύο εξετάσεις που θα σας βοηθήσουν να προετοιμαστείτε και να εξασκηθείτε για την εξέταση Apache Cassandra Developer Certification της Datastax Academy.
Κάθε εξέταση διαρκεί ενενήντα λεπτά και καλύπτει θέματα από Αρχιτεκτονική, Μοντελοποίηση και Cassandra Query Langauge. Το ιδανικό κοινό για αυτό το μάθημα είναι προγραμματιστές που γνωρίζουν ήδη την Κασσάνδρα αλλά θέλουν να αποκτήσουν επαγγελματικές πιστοποιήσεις.
#3. Apache Cassandra Essentials
Αυτό το βιβλίο για προγραμματιστές σας διδάσκει πώς να ξεκινήσετε με το Apache Cassandra. Διδάσκει στους αναγνώστες να εγκαταστήσουν το Cassandra και να δημιουργήσουν ένα σύμπλεγμα βάσεων δεδομένων. Στη συνέχεια, θα μάθετε την Cassandra Query Language για να αλληλεπιδράτε με τη βάση δεδομένων σας.
Θα μάθετε επίσης για τα εργαλεία που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για την παρακολούθηση των ερωτημάτων του συμπλέγματος και τον εντοπισμό σφαλμάτων. Είναι ιδανικό για κάποιον που δεν έχει ξανασυνεργαστεί με την Κασσάνδρα και θέλει να ξεκινήσει.
#4. Mastering Apache Cassandra
Γραμμένο για άτομα με κάποια προηγούμενη γνώση της Κασσάνδρας, αυτό το βιβλίο διδάσκει στους αναγνώστες να γράφουν πιο αποτελεσματικά προγράμματα Cassandra και να διαμορφώνουν την Cassandra ώστε να είναι πιο αποτελεσματική.
Επιπλέον, διδάσκει πώς να ενσωματώσετε το Apache Cassandra με το Apache Spark για τη δημιουργία συστημάτων ανάλυσης δεδομένων.
Τελικές Λέξεις
Το Apache Cassandra είναι μια ισχυρή επιλογή για μια βάση δεδομένων σε μεγάλης κλίμακας, κατανεμημένα συστήματα. Η αξιοπιστία, η επεκτασιμότητα και η ταχύτητά του το καθιστούν μια αγαπημένη επιλογή μεταξύ των τεχνολογικών κολοσσών.
Η εκμάθηση και η κατοχή αυτής της βάσης δεδομένων θα σας εξοπλίσει με δεξιότητες για τη δημιουργία συστημάτων λογισμικού που εξυπηρετούν αξιόπιστα εκατομμύρια χρήστες.
Στη συνέχεια, μπορείτε να ελέγξετε τα εργαλεία παρακολούθησης του Apache Cassandra για να παρακολουθείτε την απόδοση της βάσης δεδομένων.