Apache Cassandra — это распределенная база данных NoSQL с открытым исходным кодом.
Содержание
Что такое Апач Кассандра?
До того, как он стал открытым исходным кодом, Apache Cassandra изначально был разработан в Facebook (теперь Meta), чтобы объединить функции DynamoDB от Amazon и Bigtable от Google.
Он широко используется такими компаниями, как Netflix, Uber и Facebook, благодаря высокой доступности и масштабируемости.
В этой статье мы обсудим, как устроен Apache Cassandra, как он работает, а также различные функции и преимущества его использования как части вашего технического стека.
Что такое NoSQL?
Apache Cassandra принадлежит к группе баз данных, известных как базы данных NoSKL. В отличие от реляционных баз данных или баз данных SQL, базы данных NoSKL не используют SQL или отношения так, как это делают базы данных SQL.
Это создает преимущества в простоте использования и гибкости, жертвуя возможностью выполнять более сложные запросы. Тем не менее, базы данных NoSKL и SQL имеют свои преимущества.
Как работает Apache Cassandra?
Cassandra работает с использованием языка запросов Cassandra (CKL), который синтаксически очень похож на язык структурированных запросов (SKL), используемый реляционными базами данных.
Однако он не поддерживает некоторые функции, такие как соединения, которые есть в большинстве реляционных баз данных. Это связано с тем, что Cassandra является базой данных, ориентированной на запросы. Это означает, что база данных спроектирована на основе запросов, которые будут выполняться.
Затем создаются таблицы для предоставления достаточного количества данных для каждого запроса без необходимости объединения нескольких таблиц. Это делает его быстрым. Его можно установить на все основные операционные системы.
Архитектура Кассандры
На самом базовом уровне Cassandra состоит из узлов. Данные хранятся в узлах, и все записи с одним и тем же ключом хранятся в одном узле. Это ускоряет выполнение запросов по сравнению с базами данных SQL, где несколько таблиц могут выполняться на нескольких компьютерах.
Источник: cassandra.apache.org
Данные реплицируются между узлами для обеспечения высокой доступности с использованием коэффициента репликации, указанного создателем базы данных. Группа узлов, которые хранят все данные в базе данных, называется центром обработки данных.
Группа центров обработки данных образует кластер. Наличие нескольких центров обработки данных означает, что данные всегда доступны, даже если один из центров обработки данных неожиданно отключается.
Особенности Apache Cassandra
Среди наиболее важных факторов, отличающих Apache Cassandra от других вариантов на рынке, можно выделить следующие:
№1. Открытый источник
Apache Cassandra является бесплатным и открытым исходным кодом. Это означает, что исходный код доступен в Интернете, что снижает вероятность наличия ошибок и уязвимостей, которые еще не были обнаружены и исправлены.
Это важно, поскольку пользовательские и бизнес-данные являются важными активами, которые необходимо защищать.
№ 2. Он использует архитектуру с широкими столбцами
В отличие от большинства баз данных, которые хранят данные в файлах в зависимости от того, в какой таблице они находятся, Apache Cassandra хранит данные по столбцам.
Это ускоряет поиск значений в столбце, поскольку не нужно искать всю строку. В результате поиск данных в Cassandra выполняется так же быстро, как при использовании индексов в других базах данных.
№3. Распределенный
Apache Cassandra является распределенным, то есть он не работает на одной машине. Это помогает обеспечить высокую доступность данных, поскольку они реплицируются между различными узлами и центрами обработки данных. Это также ускоряет доступ к данным, когда центры обработки данных географически ближе к пользователю.
№ 4. Query-First Design
В традиционном дизайне базы данных таблицы моделируются вокруг сущностей. Затем посредством нормализации отношения между этими сущностями устанавливаются и создаются в базах данных.
Часто при запросе связи охватывают несколько таблиц. Когда эти таблицы хранятся на разных машинах, доступ к данным может быть медленным.
Однако с Cassandra вы создаете таблицы на основе запросов, которые вы собираетесь делать. Все данные, необходимые для выполнения этого запроса, сохраняются в одной таблице.
Преимущества Apache Cassandra
- Это бесплатно: сама система управления базами данных бесплатна и может быть загружена с официального сайта Apache Cassandra. Однако серверная инфраструктура, на которой работает база данных, — нет.
- Высокая доступность: Apache Cassandra разработан с учетом отказоустойчивости. Он спроектирован с достаточной избыточностью, чтобы оставаться работоспособным, когда части базы данных отключаются.
- Она масштабируема: к базе данных можно добавить дополнительные узлы, а емкость хранилища можно увеличить практически без простоев. Это идеально подходит для создания приложений с большими объемами.
- Это быстрее: благодаря своей архитектуре на уровне столбцов и первоклассному дизайну Apache Cassandra может работать быстрее по сравнению с другими системами управления базами данных.
Теперь мы рассмотрим некоторые из лучших учебных ресурсов, чтобы понять Apache Cassandra.
Образовательные ресурсы
№1. Apache Cassandra: все, что вам нужно знать
Этот курс Udemi по Apache Cassandra проведет вас от новичка до профессионала с уроками, охватывающими темы от теоретического обзора Cassandra до языка запросов Cassandra.
Единственным требованием для этого курса является то, что вы знакомы с базами данных в целом и системами Linux.
№ 2. Стать сертифицированным разработчиком Cassandra: практические экзамены
Этот сертификационный курс включает два экзамена, которые помогут вам подготовиться и попрактиковаться в сертификационном экзамене Apache Cassandra Developer от Datastak Academy.
Каждый экзамен длится девяносто минут и охватывает темы по архитектуре, моделированию и языку запросов Cassandra. Идеальная аудитория для этого курса — разработчики, которые уже знают Cassandra, но хотят получить профессиональные сертификаты.
№3. Apache Кассандра: главное
В этой книге для разработчиков вы узнаете, как начать работу с Apache Cassandra. Обучает читателей, как установить Cassandra и настроить кластер базы данных. Далее вы изучите язык запросов Cassandra для взаимодействия с вашей базой данных.
Вы также узнаете об инструментах, которые можно использовать для мониторинга кластера и отладки запросов. Он идеально подходит для тех, кто никогда раньше не работал с Cassandra и хочет начать.
№ 4. Освоение Apache Cassandra
Написанная для людей, уже знакомых с Cassandra, эта книга учит читателей, как писать более эффективные программы Cassandra и настраивать Cassandra для повышения эффективности.
Кроме того, он узнает, как интегрировать Apache Cassandra с Apache Spark для создания системы анализа данных.
Заключительные слова
Apache Cassandra — отличный выбор для базы данных в больших распределенных системах. Его надежность, масштабируемость и скорость делают его любимым вариантом среди технологических гигантов.
Изучение и освоение этой базы данных даст вам навыки создания программных систем, которые надежно обслуживают миллионы пользователей.
Затем вы можете проверить инструменты мониторинга Apache Cassandra, чтобы контролировать производительность базы данных.
