Apache Cassandra — це розподілена база даних NoSQL з відкритим кодом.
Що таке Apache Cassandra?
Перш ніж зробити відкритим вихідним кодом, Apache Cassandra спочатку був розроблений у Facebook (нині Meta) для поєднання функцій DynamoDB від Amazon і Bigtable від Google.
Він широко використовується такими компаніями, як Netflix, Uber і Facebook через його високу доступність і масштабованість.
У цій статті описано, як структурований Apache Cassandra, як він працює, а також різні функції та переваги його використання як частини вашого технічного стеку.
Що таке NoSQL?
Apache Cassandra належить до групи баз даних, відомих як бази даних NoSQL. На відміну від реляційних баз даних або баз даних SQL, бази даних NoSQL не використовують SQL або відносини так, як це роблять бази даних SQL.
Це створює переваги у простоті використання та гнучкості, при цьому жертвуючи можливістю робити складніші запити. Однак і бази даних NoSQL, і бази даних SQL мають свої місця, де кожна з них сяє.
Як працює Apache Cassandra?
Cassandras працює з використанням мови запитів Cassandra (CQL), яка синтаксично дуже схожа на мову структурованих запитів (SQL), яку використовують реляційні бази даних.
Однак він не підтримує певні функції, такі як об’єднання, які мають більшість реляційних баз даних. Це пов’язано з тим, що Cassandra — це база даних, яка перш за все запитує. Це означає, що база даних розроблена на основі запитів, які будуть зроблені.
Потім створюються таблиці, щоб забезпечити достатньо даних для кожного запиту без необхідності об’єднання кількох таблиць. Це робить його швидким. Його можна встановити на всі основні операційні системи.
Архітектура Кассандри
На самому базовому рівні Кассандра складається з вузлів. Дані зберігаються у вузлах, і всі записи з однаковим ключем зберігаються в одному вузлі. Це дозволяє виконувати запити швидше, ніж у базах даних SQL, де кілька таблиць можуть працювати на кількох машинах.
Джерело: cassandra.apache.org
Дані реплікуються між вузлами для високої доступності за допомогою коефіцієнта реплікації, визначеного творцем бази даних. Група вузлів, що зберігають усі дані в базі даних, називається центром обробки даних.
Група центрів обробки даних утворює кластер. Наявність кількох центрів обробки даних означає, що дані завжди доступні, навіть якщо один центр обробки даних несподівано вимикається.
Особливості Apache Cassandra
Серед найважливіших і відмінних факторів Apache Cassandra та інших варіантів на ринку є те, що це:
#1. Відкрите джерело
Apache Cassandra є безкоштовним і має відкритий код. Це означає, що вихідний код доступний онлайн, що зменшує ймовірність наявності в ньому помилок і вразливостей, які ще не були виявлені та виправлені.
Це важливо, оскільки дані користувачів і бізнес є важливими активами, які слід захищати.
#2. Використовує ширококолонкову архітектуру
На відміну від більшості баз даних, які зберігають дані у файлах залежно від таблиці, у якій вони знаходяться, Apache Cassandra зберігає дані за стовпцями.
Це пришвидшує пошук значення в стовпці, оскільки не потрібно шукати весь рядок. У результаті пошук даних Cassandra відбувається так само швидко, як і використання індексів в інших базах даних.
#3. Розповсюджується
Apache Cassandra є розповсюдженим, тобто він не працює на одній машині. Це допомагає забезпечити високу доступність даних, оскільки вони тиражуються на різних вузлах і центрах обробки даних. Це також робить доступ до даних швидшим, коли центри обробки даних географічно ближче до користувача.
#4. Дизайн на основі запиту
У традиційному дизайні бази даних таблиці моделюються навколо сутностей. За допомогою нормалізації зв’язки між цими об’єктами потім встановлюються та створюються в базах даних.
Часто під час запитів зв’язки охоплюють кілька таблиць. Коли ці таблиці зберігаються на різних машинах, доступ до даних може бути повільним.
Однак у Cassandra ви створюєте таблиці на основі запитів, які збираєтеся зробити. Потім усі дані, необхідні для задоволення цього запиту, зберігаються в одній таблиці.
Переваги Apache Cassandra
- Це безкоштовно: сама система керування базами даних безкоштовна і її можна завантажити з офіційного веб-сайту Apache Cassandra. Однак серверна інфраструктура, на якій працює база даних, не є такою.
- Висока доступність: Apache Cassandra розроблено з урахуванням стійкості. Вона розроблена з достатньою надлишковістю, щоб залишатися функціональною, коли частини бази даних виходять з мережі.
- Він масштабований: до бази даних можна додавати додаткові вузли, а ємність сховища можна розширювати без простоїв. Це ідеально підходить для створення великих програм.
- Він швидший: завдяки архітектурі з широкими стовпцями та дизайну, який базується на першому запиті, Apache Cassandra може працювати швидше порівняно з іншими системами керування базами даних.
Тепер ми розглянемо деякі з найкращих навчальних ресурсів, щоб зрозуміти Apache Cassandra.
Навчальні ресурси
#1. Apache Cassandra: усе, що вам потрібно знати
Цей курс Udemy про Apache Cassandra проведе вас від початківців до професійних уроків, охоплюючи теми від теоретичного огляду Cassandra до мови запитів Cassandra.
Єдина вимога для цього курсу полягає в тому, що ви повинні бути знайомі з базами даних загалом і системами Linux.
#2. Станьте сертифікованим розробником Cassandra: практичні іспити
Цей сертифікаційний курс складається з двох іспитів, які допоможуть вам підготуватися до сертифікаційного іспиту розробника Apache Cassandra від Академії Datastax.
Кожен іспит триває дев’яносто хвилин і охоплює теми з архітектури, моделювання та Cassandra Query Langauge. Ідеальною аудиторією для цього курсу є розробники, які вже знають Cassandra, але хочуть отримати професійні сертифікати.
#3. Основи Apache Cassandra
Ця книга для розробників навчить вас, як почати роботу з Apache Cassandra. Він навчає читачів інсталювати Cassandra та налаштувати кластер бази даних. Далі ви вивчите мову запитів Cassandra для взаємодії з вашою базою даних.
Ви також дізнаєтеся про інструменти, які можна використовувати для моніторингу свого кластера та запитів налагодження. Він ідеально підходить для тих, хто ніколи раніше не працював з Cassandra і хоче почати.
#4. Освоєння Apache Cassandra
Написана для людей, які мають певні знання про Cassandra, ця книга навчає читачів писати більш ефективні програми Cassandra та налаштовувати Cassandra, щоб вона була більш продуктивною.
Крім того, тут навчається, як інтегрувати Apache Cassandra з Apache Spark для створення систем аналізу даних.
Заключні слова
Apache Cassandra — потужний вибір для бази даних у великих розподілених системах. Його надійність, масштабованість і швидкість роблять його улюбленим варіантом серед технологічних гігантів.
Вивчення та оволодіння цією базою даних озброїть вас навичками створення програмних систем, які надійно обслуговують мільйони користувачів.
Далі ви можете перевірити інструменти моніторингу Apache Cassandra, щоб стежити за продуктивністю бази даних.