نحوه انتخاب پایگاه داده NoSQL مناسب

خریداران در پایگاه داده های NoSQL حق انتخاب زیادی دارند، پس چگونه انتخاب می کنید؟ در اینجا پنج سؤال وجود دارد که می تواند به شما در محدود کردن آن کمک کند.

پایگاه‌های اطلاعاتی NoSQL در پاسخ به محدودیت‌های استفاده از SQL (زبان جستجوی ساختاریافته) برای جست‌وجوهای پایگاه داده به وجود آمد. پایگاه‌های داده NoSQL داده‌ها را به گونه‌ای ذخیره و مدیریت می‌کنند که سرعت عملیاتی بالا و سطحی از انعطاف‌پذیری را که در سیستم‌های مدیریت پایگاه داده رابطه‌ای سنتی (RDBMS) یافت نمی‌شود، ممکن می‌سازد.

گزارش اخیر توسط Allied Market Research اشاره می کند که تقاضا برای پایگاه های داده NoSQL در حال افزایش است. در سال ۲۰۲۲، بازار جهانی NoSQL 7.3 میلیارد دلار فروش داشت و تخمین زده می‌شود که تا سال ۲۰۳۲، ۸۶.۳ میلیارد دلار تولید کند که نرخ رشد ترکیبی سالانه ۲۸ درصدی برای آن دوره است. بر اساس این گزارش، عوامل کلیدی که باعث رشد بازار جهانی NoSQL می‌شوند، تقاضای فزاینده برای تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ، نیاز به راه‌حل‌های پایگاه داده سازمانی مقیاس‌پذیرتر و انعطاف‌پذیرتر، و فراگیر بودن پلتفرم‌ها و فناوری رایانش ابری است.

اگر شرکت شما در نظر دارد به NoSQL مهاجرت کند، ممکن است تعجب کنید که چگونه بهترین پایگاه داده NoSQL را برای نیازهای ذخیره سازی داده خود انتخاب کنید. با بیش از دوجین پایگاه داده منبع باز و تجاری NoSQL موجود، گزینه های زیادی برای انتخاب دارید.

این مقاله پنج سوال برای کمک به تصمیم گیری خرید پایگاه داده NoSQL ارائه می کند. برای مروری بر پایگاه های داده پیشرو NoSQL در بازار امروز، انتهای مقاله را ببینید.

۵ سوال قبل از انتخاب پایگاه داده NoSQL

• آیا NoSQL انتخاب درستی است؟
• به کدام مدل داده NoSQL نیاز داریم؟
• شرایط تاخیر چیست؟
• مقیاس‌پذیری و سازگاری داده‌ها چقدر مهم هستند؟
• چگونه می خواهیم آن را مستقر کنیم؟

آیا NoSQL انتخاب درستی است؟

قبل از انتخاب پایگاه داده NoSQL، مهم است که مطمئن شوید که NoSQL بهترین انتخاب برای نیازهای شما است. کارل اولوفسون، معاون پژوهشی در International Data Corp. (IDC)، می‌گوید: «پردازش تراکنش‌های پشتیبان، مدیریت داده‌های کاربردی تعاملی با لمس بالا، و ضبط داده‌های جریانی» همگی دلایل خوبی برای انتخاب NoSQL هستند.

حتی با در نظر گرفتن این نیازها، مهم است که این احتمال را که NoSQL برای شرکت شما مناسب نیست را رد کنید، به خصوص به این دلیل که برای انتخاب NoSQL نسبت به RDBMS های سنتی معاوضه هایی وجود دارد. کریگ مولینز، رئیس و مشاور اصلی در مشاوره مالینز می گوید: «اولین تصمیمی که باید بگیرید این است که چرا به یک سیستم پایگاه داده NoSQL نیاز دارید. ابتدا باید درک کنید که چرا یک DBMS رابطه‌ای موجود نمی‌تواند مورد استفاده شما را برآورده کند. سیستم‌های پایگاه‌داده رابطه‌ای/SQL به طور گسترده نصب شده‌اند و اکثر سازمان‌ها سیستم‌ها و برنامه‌های کاربردی موجود بر روی RDBMS با تکنسین‌های ماهر برای مدیریت آنها مستقر شده‌اند.”

Mullins می‌گوید

یک جایگزین برای جایگزینی RDBMS، تداوم چند زبانه است – به‌کارگیری فناوری‌های ذخیره‌سازی داده‌های متعدد در یک سیستم واحد برای برآوردن نیازهای مختلف ذخیره‌سازی داده‌ها. او می‌گوید، به جای «تطبیق اجباری همه چیز در یک ذهنیت رابطه‌ای»، تداوم چند زبانه به توسعه‌دهندگان و مدیران اجازه می‌دهد «فناوری داده مناسب را برای هر مورد استفاده انتخاب کنند.

Mullins می‌گوید:

قدرت اصلی NoSQL احتمالاً طراحی غیرمتمرکز، مقیاس‌پذیر و مقاوم در برابر خطا است. او می‌گوید: «بیشتر فناوری پایگاه‌داده NoSQL برای مقیاس‌بندی و زنده ماندن از قطع‌ها پیاده‌سازی می‌شود. “علاوه بر این، اکثر گزینه های NoSQL سبک وزن هستند و از نظر CPU و پشتیبانی به سربار کمتری نسبت به یک DBMS رابطه ای نیاز دارند.”

به کدام مدل داده NoSQL نیاز داریم؟

چهار نوع اصلی مدل های داده NoSQL عبارتند از کلید-مقدار، سند، ذخیره ستون و نمودار. هر کدام برای یک مورد استفاده متفاوت مناسب است. مولینز نقاط قوت هر نوع را به شرح زیر خلاصه کرد:

• یک پایگاه داده با ارزش کلید به گونه‌ای طراحی شده است که برای نیازهای دسترسی بالا و تاخیر کم برنامه‌هایی مانند خرده‌فروشی و تلفن همراه مناسب باشد.
• یک پایگاه داده سند برای ثبت رویداد، خرید آنلاین، مدیریت محتوا، و پردازش تحلیلی عمیق مناسب‌تر است.
• پایگاه داده فروشگاه ستونی برای ثبت رویداد، مدیریت محتوا، و شمارش و/یا دسته‌بندی برای تجزیه و تحلیل خوب است. همچنین می‌توان ذخیره‌سازی ستون‌ها را طوری تنظیم کرد که داده‌ها به‌طور خودکار منقضی شوند.
• پایگاه داده گراف برای برنامه هایی مناسب است که عناصر داده به هم مرتبط هستند و تعداد روابط بین آنها مشخص نیست. مثال‌هایی در این مورد استفاده شامل شبکه‌های رسانه‌های اجتماعی، موتورهای توصیه، تدارکات و مسیریابی، سیستم‌های آگاه از مکان، پیوندهای حمل‌ونقل عمومی و توپولوژی‌های شبکه است.

نوئل یوهانا، نایب رئیس و تحلیلگر اصلی در Forrester Research می گوید: «انتخاب مدل مناسب ضروری است. “مدل سند محبوب ترین است، از جمله توانایی ذخیره اسناد JSON به طور مطلوب. مدل نمودار روی داده های به هم پیوسته تمرکز می کند، در حالی که مدل کلید-مقدار بر بازیابی ساده جفت کلید-مقدار تمرکز دارد که به طور گسترده استفاده نمی شود.”

یوهانا می‌گوید چه داده‌هایی ذخیره می‌شوند و چگونه به آن‌ها دسترسی پیدا می‌کنند، در تصمیم‌گیری برای انتخاب مدل داده‌ای ضروری هستند. “همچنین، برخی از محصولات فروشنده از همه مدل ها پشتیبانی می کنند، که پایگاه داده چند مدلی است که انعطاف پذیری داشتن چندین مدل را ارائه می دهد.”

شرایط تاخیر چیست؟

آیا نیاز به تأخیر میلی‌ثانیه، زیر ثانیه، ثانیه، دقیقه یا بیشتر است؟

اولوفسون می‌گوید: «اگر نیاز به تأخیر بسیار کم است، مانند یک برنامه ضبط داده‌های جریانی یا اشتراک‌گذاری داده‌های بلادرنگ، باید به یک ذخیره‌سازی با ارزش کلید نگاه کرد. “به همین ترتیب اگر داده ها یک لیست یا ماتریس ساده باشند.”

اولوفسون می‌گوید:

اگر داده‌ها از نظر شکل بسیار قابل تغییر هستند و دارای فیلدهای تعریف‌شده هستند، پایگاه داده سند JSON ممکن است مناسب‌تر باشد. این همچنین برای یک برنامه تعاملی با لمس بالا نیز صادق است، که معمولاً اغلب برای تنظیم نیازهای تغییر برنامه و کاربر تغییر می کند.

اولوفسون می‌گوید: «اگر نیاز به تأخیر چندان زیاد نیست و باید از ترکیب‌های پیچیده، از جمله ساختارهای صورتحساب مواد یا گروه‌های پیچیده داده‌های مرتبط با یکدیگر پشتیبانی شود، می‌توان یک DBMS گراف را در نظر گرفت.

مقیاس‌پذیری و سازگاری داده‌ها چقدر مهم هستند؟

Yuhanna می‌گوید

پایگاه‌های داده NoSQL می‌توانند داده‌ها را به بخش‌ها یا خرده‌هایی تقسیم کنند که می‌تواند برای استقرارهای بزرگ با صدها ترابایت مفید باشد.

یوهانا می‌گوید: «شاردینگ یک قابلیت ضروری برای NoSQL برای مقیاس‌بندی پایگاه‌های داده است. «مشتریان اغلب به دنبال راه‌حل‌های NoSQL می‌گردند که می‌توانند به‌طور خودکار گره‌ها را در خوشه‌های مقیاس افقی گسترش داده و کوچک کنند، و به برنامه‌ها اجازه می‌دهند به صورت پویا مقیاس شوند».

بر خلاف پایگاه‌های داده رابطه‌ای، که بر اطمینان از سازگاری داده‌ها برای هر تراکنش با استفاده از انطباق با ACID تمرکز می‌کنند، با NoSQL، «شما می‌توانید سازگاری داده‌ها را انتخاب کنید تا در نهایت سازگار یا حتی آرام باشند». “با ثبات نهایی، می توانید به سرعت مقیاس بندی کنید و عملکرد بالایی ارائه دهید.”

چگونه می خواهیم آن را مستقر کنیم؟

Yuhanna می‌گوید:

برخی پایگاه‌های داده NoSQL می‌توانند در محل اجرا شوند، برخی فقط در فضای ابری و برخی دیگر در یک محیط ابری ترکیبی.

Yuhanna می‌گوید: «همچنین، برخی از NoSQL با معماری‌های ابری، مانند اجرای بر روی محیط‌های بدون سرور و Kubernetes، یکپارچه‌سازی بومی دارند. “ما بدون سرور را به عنوان یک عامل ضروری برای مشتریان، به ویژه آنهایی که می‌خواهند عملکرد و مقیاس خوبی برای برنامه‌های خود ارائه دهند، اما همچنین می‌خواهند مدیریت زیرساخت را از طریق اتوماسیون ساده‌سازی کنند، دیده‌ایم.”

پایگاه های اصلی NoSQL

پرسیدن پنج سوال معرفی شده در اینجا از خود و سازمانتان به شما کمک می کند تا پایگاه داده NoSQL مناسب را برای نیازهای خود انتخاب کنید. اکنون، اجازه دهید به برخی از پایگاه‌های داده پیشرو NoSQL در بازار امروز نگاه کنیم.

Aerospike

Aerospike یک پایگاه داده NoSQL با کارایی بالا، منبع باز توزیع شده، بلادرنگ و با کارایی بالا است که برای برنامه هایی طراحی شده است که نمی توانند زمان خرابی و خرابی را تحمل کنند. نیاز به توان خواندن و نوشتن بالا دارد.

Aerospike یک پایگاه‌داده NoSQL و نموداری چند مدلی است که از مدل‌های داده همزمان پشتیبانی می‌کند، مقیاس نامحدودی دارد و سازمان‌ها را قادر می‌سازد در زمان واقعی در میان میلیاردها تراکنش عمل کنند. طبق مستندات محصول، Aerospike از موازی سازی عظیم و یک مدل ذخیره سازی یکپارچه برای اطمینان از کوچکترین ردپای ممکن سرور استفاده می کند.

این پلتفرم داده‌های جریانی را در لبه دریافت می‌کند و روی آنها عمل می‌کند و می‌تواند داده‌های لبه را با داده‌های سیستم‌های رکورد، منابع شخص ثالث، انبارهای داده یا دریاچه‌های داده برای بارهای کاری عملیاتی، تراکنشی یا تحلیلی ترکیب کند. Aerospike می تواند در محل یا به عنوان یک سرویس مدیریت شده توسط ابر اجرا شود.

AWS DynamoDB

Amazon DynamoDB یک سرویس پایگاه داده بدون سرور، NoSQL و کاملاً مدیریت شده است که میلی‌ثانیه‌ای تک رقمی ارائه می‌کند. زمان پاسخگویی در هر مقیاسی نقطه قوت فروش این پایگاه داده این است که سازمان ها را قادر می سازد برنامه ها را توسعه و اجرا کنند در حالی که فقط برای آنچه استفاده می کنند پرداخت می کنند.

این سرویس مبتنی بر ابر رمزگذاری در حالت استراحت را برای محافظت از داده های حساس ارائه می دهد. همچنین کاربران را قادر می سازد تا جداول پایگاه داده ای ایجاد کنند که می توانند هر مقدار داده را ذخیره و بازیابی کنند و هر سطحی از ترافیک درخواست را ارائه دهند. به گفته AWS، کاربران می‌توانند ظرفیت خروجی جدول را بدون خرابی یا کاهش عملکرد، افزایش یا کاهش دهند. توسعه دهندگان و مدیران می توانند از کنسول مدیریت AWS برای نظارت بر میزان استفاده از منابع و معیارهای عملکرد استفاده کنند.

DynamoDB همچنین قابلیت پشتیبان‌گیری بر اساس تقاضا را فراهم می‌کند و به کاربران اجازه می‌دهد تا نسخه‌های پشتیبان کامل از جداول را برای نگهداری طولانی‌مدت و برای نیازهای انطباق با مقررات ایجاد کنند.

Cuchbase

سرور Couchbase، توزیع شده توسط Couchbase Inc.، یک پایگاه داده پشتیبانی از اسناد JSON چند مدلی است سکو. این یک منبع باز NoSQL کلید-مقدار و پایگاه داده سند با کش داخلی است. برای شرکت هایی که به پایگاه داده ای نیاز دارند که بتواند عملکرد، چند مدل، مقیاس و اتوماسیون را ارائه دهد، مناسب است.

سازمان‌ها از این پلت فرم برای پشتیبانی از رسانه‌های اجتماعی و برنامه‌های کاربردی تلفن همراه، فروشگاه‌های محتوا و ابرداده، تراکنش‌های تجارت الکترونیک و سایر برنامه‌ها استفاده می‌کنند. پشتیبانی کامل از اسناد، مدل داده های انعطاف پذیر، نمایه سازی، جستجوی متن کامل، و MapReduce برای تجزیه و تحلیل بلادرنگ ارائه می دهد.

DataStax

DataStax Astra DB یک پایگاه داده کاملاً مدیریت شده و بومی ابری است. a-service ساخته شده بر روی Apache Cassandra. به گفته این شرکت، به صورت پویا مقیاس می‌شود و توسعه برنامه‌ها را از طریق طیف وسیعی از APIها و گزینه‌های زبان برنامه‌نویسی سرعت می‌بخشد، بنابراین توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌های بلادرنگ را سریع بسازند و آنها را بدون محدودیت مقیاس کنند.

توسعه‌دهندگان می‌توانند به راحتی از امنیت داده‌ها با مکانیسم‌های امنیتی داخلی Astra DB مانند پیوند خصوصی، کنترل‌های دسترسی IP، ورود به سیستم، نشانه‌های برنامه و رمزگذاری داده اطمینان حاصل کنند. معماری بدون سرور Astra DB (ساخته شده بر روی microservices و اصول API-first) به طور خودکار بر اساس تقاضا مقیاس می شوند.

Google BigTable

Bigtable از Google یک سرویس پایگاه داده NoSQL درجه سازمانی با تأخیر میلی ثانیه ای کم، بی حد و حصر است. طبق گفته شرکت، مقیاس و ۹۹.۹۹۹٪ در دسترس بودن. از بارهای کاری تحلیلی چند مستاجر، ترکیبی عملیاتی و زمان واقعی پشتیبانی می کند.

Google می‌گوید Bigtable یک فروشگاه با ارزش کلید و ستون‌های وسیع است که برای دسترسی سریع به داده‌های ساختاریافته، نیمه ساختاریافته یا بدون ساختار ایده‌آل است. بارهای کاری حساس به تأخیر مانند شخصی سازی نیز برای پلتفرم مناسب هستند. Bigtable به‌طور خودکار منابع را برای انطباق با ترافیک سرور، مدیریت اشتراک‌گذاری، تکرار، و پردازش پرس و جو در صورت نیاز، مقیاس می‌کند.

MarkLogic

MarkLogic Server یک پایگاه داده چند مدلی است که سند، نمودار معنایی، فضای مکانی و مدل‌های رابطه‌ای به یک پایگاه داده عملیاتی مقیاس‌پذیر بر اساس MarkLogic تبدیل می‌شوند. این ذخیره سازی بومی برای JSON، XML، متن، سه گانه RDF، فضای مکانی، و باینری ها با قابلیت های رابط جستجو و پرس و جو یکپارچه فراهم می کند.

پایگاه داده دارای یک موتور جستجو است که در هسته خود تعبیه شده است که یک پلت فرم واحد برای بارگیری داده ها از سیلوها و جستجو در همه داده ها فراهم می کند. به این ترتیب، برای جستجوی متن کامل نیازی به موتور جستجوی پیچ و مهره ای ندارد. MarkLogic Server همچنین کنترل‌های امنیتی داده‌های سازمانی مانند جلوگیری از از دست دادن داده‌ها را ارائه می‌دهد.

Microsoft Azure Cosmos

Azure Cosmos DB یک سرویس پایگاه داده Microsoft Azure است که از چندین مدل NoSQL و انواع فرمت های داده از جمله JSON و داده های باینری پشتیبانی می کند. مایکروسافت می گوید پایگاه داده نیز به طور کامل مدیریت می شود و Microsoft Azure تمام زیرساخت های زیرین را مدیریت می کند تا توسعه دهندگان بتوانند روی برنامه ها و داده های خود تمرکز کنند.

Azure Cosmos DB ابزارهای امنیتی مانند رمزگذاری داده‌ها و کنترل‌های دسترسی به داده‌ها را ارائه می‌دهد. دارای مقیاس‌پذیری خودکار و فوری و APIهای منبع باز برای MongoDB، Cassandra و سایر موتورهای NoSQL.

MongoDB

MongoDB، که توسط MongoDB Inc. نگهداری می‌شود و تحت ترکیبی از مجوز عمومی عمومی Gnu Affero و مجوز آپاچی منتشر شده است، یک پایگاه داده مبتنی بر پلتفرم، رایگان و منبع باز است.

از اسناد JSON مانند با طرح‌واره‌ها استفاده می‌کند و بهترین شیوه‌های عملیاتی آموخته‌شده از بهینه‌سازی هزاران استقرار در سازمان‌ها با هر اندازه را در خود جای می‌دهد. ارائه مبتنی بر ابر می تواند مدیریت پایگاه داده، راه اندازی و پیکربندی، وصله نرم افزار، نظارت و پشتیبان گیری را انجام دهد. به عنوان یک خوشه پایگاه داده توزیع شده عمل می کند. ویژگی‌ها و قابلیت‌های کلیدی شامل پشتیبان‌گیری کاملاً مدیریت‌شده، بازیابی لحظه‌ای، پانل عملکرد هم‌زمان، و هشدار قابل تنظیم است.

Redis

Redis Enterprise که توسط Redis Labs حمایت می شود، یک منبع باز و با ارزش کلیدی است. پایگاه داده درون حافظه NoSQL که از سازگاری آرام و قوی، یک مدل انعطاف پذیر بدون طرحواره، در دسترس بودن بالا و سهولت در استقرار پشتیبانی می کند.

این پلت فرم از کلید-مقدار پشتیبانی می کند. انواع ساختارهای داده مانند لیست ها، مجموعه ها، بیت مپ ها و هش ها. و انواع مدل ها از طریق ماژول های قابل اتصال مانند جستجو، نمودار، JSON و XML. Redis Enterprise شامل یک موتور جستجوی بیدرنگ نمایه سازی، پرس و جو و متن کامل است که در محل و به عنوان یک سرویس مدیریت شده در فضای ابری موجود است.