Trận chiến của các cơ sở dữ liệu NoSQL - So sánh MongoDB và Cassandra

Giới thiệu về MongoDB

MongoDB được giới thiệu trở lại vào năm 2009 bởi một công ty có tên 10gen. 10gen sau đó được đổi tên thành MongoDB Inc., công ty chịu trách nhiệm phát triển phần mềm và bán phiên bản doanh nghiệp của cơ sở dữ liệu này. MongoDB Inc. xử lý tất cả các hỗ trợ với nhóm hỗ trợ cấp doanh nghiệp xuất sắc của mình suốt ngày đêm. Họ cam kết cung cấp hỗ trợ trọn đời, có nghĩa là khách hàng chọn sử dụng bất kỳ phiên bản MongoDB nào và nếu họ muốn nâng cấp, phiên bản đó sẽ được hỗ trợ bất cứ lúc nào. Nó cũng cung cấp cho họ cơ hội đồng bộ với tất cả các bản sửa lỗi bảo mật mà công ty cung cấp suốt ngày đêm.

MongoDB là cơ sở dữ liệu NoSQL nổi tiếng đã tạo ra sự gia tăng mạnh mẽ trong hơn một thập kỷ qua, được thúc đẩy bởi sự phát triển bùng nổ của web và các ứng dụng di động chạy trên đám mây. Loại ứng dụng kết nối internet mới này đòi hỏi khả năng lưu trữ dữ liệu giản đồ nhanh, có khả năng chịu lỗi và có thể mở rộng mà cơ sở dữ liệu NoSQL có thể cung cấp. MongoDB sử dụng JSON để lưu trữ dữ liệu như tài liệu có thể khác nhau về cấu trúc cung cấp, một lược đồ linh hoạt, động. MongoDB được thiết kế để có tính khả dụng cao và Khả năng mở rộng với tính năng tự động làm sắc nét. MongoDB là một trong những cơ sở dữ liệu nguồn mở phổ biến phát sinh trong cơ sở dữ liệu NoSQL, được sử dụng để lưu trữ dữ liệu khối lượng lớn. MongoDB có các hàng được gọi là tài liệu không yêu cầu xác định lược đồ vì các trường được tạo nhanh chóng. Mô hình dữ liệu có sẵn trong MongoDB cho phép biểu diễn các mối quan hệ phân cấp, lưu trữ mảng và các cấu trúc phức tạp khác hiệu quả hơn.

Giới thiệu về Cassandra

Apache Cassandra còn nổi tiếng là một cửa hàng chuyên mục rộng rãi, miễn phí và mã nguồn mở, được phân phối. Cassandra đã được giới thiệu vào năm 2008 bởi một vài nhà phát triển từ Facebook, sau đó được phát hành dưới dạng một dự án mã nguồn mở. Nó hiện đang được Apache Software Foundation hỗ trợ và Apache hiện đang duy trì dự án này để có thêm bất kỳ cải tiến nào.

Cassandra là hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu NoSQL được thiết kế để xử lý lượng lớn dữ liệu trên nhiều máy chủ hàng hóa và cung cấp tính sẵn sàng cao mà không có điểm lỗi nào. Cassandra cung cấp hỗ trợ rất mạnh mẽ cho các cụm bao gồm nhiều trung tâm dữ liệu, với tính năng sao chép tổng thể không đồng bộ cho phép các hoạt động có độ trễ thấp cho tất cả các máy khách. Cassandra hỗ trợ thiết kế phân phối của Amazon Dynamo với mô hình dữ liệu của Bigtable của Google.

Điểm tương đồng giữa MongoDB và Cassandra

Với phần giới thiệu ngắn gọn về hai cơ sở dữ liệu NoSQL này, chúng ta hãy xem xét một số điểm tương đồng giữa hai cơ sở dữ liệu này:

Cả MongoDB và Cassandra đều là loại cơ sở dữ liệu NoSQL và phân phối mã nguồn mở.

• Không có cơ sở dữ liệu nào trong số này có thể thay thế cho các loại cơ sở dữ liệu RDBMS truyền thống.
• Cả hai cơ sở dữ liệu này đều không tuân thủ ACID (Tính nguyên tử, Tính nhất quán, Cô lập, Độ bền), đề cập đến các thuộc tính của các giao dịch cơ sở dữ liệu đảm bảo các giao dịch cơ sở dữ liệu được xử lý một cách đáng tin cậy.
• Cả hai cơ sở dữ liệu này đều hỗ trợ phân vùng ngang sắc nét.
• Nhất quán và Chuẩn hóa là hai khái niệm mà hai loại cơ sở dữ liệu này không thỏa mãn (vì chúng nghiêng nhiều hơn về các loại cơ sở dữ liệu RDBMS)

MongoDB so với Cassandra:Tính năng

Cả hai công nghệ đều đóng một vai trò quan trọng trong các lĩnh vực của chúng, với những điểm tương đồng giữa MongoDB và Cassandra cho thấy các tính năng chung của chúng và sự khác biệt cho thấy, tính độc đáo của các công nghệ này.

Mô hình Dữ liệu Biểu cảm

MongoDB cung cấp một mô hình dữ liệu phong phú và rõ ràng được gọi là 'hướng đối tượng' hoặc 'hướng dữ liệu.' Mô hình dữ liệu này có thể dễ dàng hỗ trợ và đại diện cho bất kỳ cấu trúc dữ liệu nào trong miền của người dùng. Dữ liệu có thể có các thuộc tính và có thể được lồng vào nhau cho nhiều cấp độ. Cassandra giống mô hình dữ liệu truyền thống hơn với cấu trúc bảng, hàng và cột kiểu dữ liệu cụ thể. Kiểu này được xác định trong quá trình tạo bảng. Nhưng dù sao, khi chúng tôi so sánh cả hai mô hình, MongoDB có xu hướng cung cấp một mô hình dữ liệu phong phú. Hình bên dưới mô tả các kiến ​​trúc cấp cao điển hình của cả hai cơ sở dữ liệu về mức độ lưu trữ và sao chép của nó.

Nút Chính Khả dụng Cao

MongoDB hỗ trợ một nút chính trong một cụm, nút này điều khiển một tập hợp các nút phụ. Nếu nút chính gặp sự cố, một nô lệ được bầu làm nút chính và mất khoảng 20-30 giây cho cùng một nút. Trong thời gian trì hoãn này, cụm sẽ ngừng hoạt động và không thể chấp nhận bất kỳ đầu vào nào. Cassandra hỗ trợ nhiều nút chính trong một cụm và trong trường hợp một trong các nút chính chuyển sang chế độ ngoại tuyến, vị trí của nó sẽ do một nút chính khác đảm nhận. Trong khi đó, Cassandra hỗ trợ tính khả dụng cao hơn MongoDB vì nó không ảnh hưởng đến cụm và luôn sẵn sàng.

Chỉ mục phụ

MongoDB có nhiều lợi thế hơn so với Cassandra nếu một ứng dụng yêu cầu các chỉ mục phụ cùng với tính linh hoạt trong mô hình dữ liệu. Do đó, MongoDB dễ dàng hơn nhiều để lập chỉ mục bất kỳ thuộc tính nào của dữ liệu được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu. Thuộc tính này giúp bạn dễ dàng truy vấn. Cassandra có hỗ trợ con trỏ cho các chỉ mục phụ, được giới hạn ở các cột đơn và so sánh bình đẳng

Viết Khả năng mở rộng

MongoDB chỉ hỗ trợ một nút chính. Nút chính này trong MongoDB chỉ chấp nhận đầu vào và phần còn lại của các nút trong MongoDB được sử dụng làm đầu ra; do đó, nếu dữ liệu phải được ghi trong các nút phụ và để nó đi qua nút chính. Cassandra hỗ trợ nhiều nút chính trong một cụm, điều này làm cho nó phù hợp trong trường hợp Khả năng mở rộng.

Hỗ trợ Ngôn ngữ Truy vấn

Hiện tại, MongoDB không hỗ trợ ngôn ngữ truy vấn. Các truy vấn trong MongoDB được cấu trúc dưới dạng các đoạn JSON. Ngược lại, Cassandra có một bộ truy vấn thân thiện với người dùng được gọi là CQL (Ngôn ngữ truy vấn Cassandra) và có thể dễ dàng điều chỉnh bởi các nhà phát triển đã có kiến ​​thức về SQL. Các truy vấn của họ khác nhau như thế nào?

Chọn bản ghi từ bảng khách hàng:

Cassandra:

SELECT * FROM customer;

MongoDB:

db.customer.find()

Chèn bản ghi vào bảng khách hàng:

Cassandra:

INSERT INTO customer (custid, branch, status) VALUES('appl01', 'headquarters', 'A');

MongoDB:

db.customer.insert({ cust_id: 'appl01', branch: 'headquarters', status: 'A' })

Cập nhật bản ghi trong bảng khách hàng:

Cassandra:

UPDATE Customer SET branch = ‘headquarters' WHERE custage > 2;

MongoDB:

db.customer.update( { custage: { $gt: 2 } }, { $set: { branch: 'headquarters' } }, { multi: true } )

Tổng hợp Gốc

MongoDB có một khung Tổng hợp tích hợp được sử dụng để chạy đường ống ETL nhằm chuyển đổi dữ liệu được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu và cũng hỗ trợ cả lưu lượng dữ liệu vừa và nhỏ. Khi độ phức tạp tăng lên, khung công tác cũng khó gỡ lỗi hơn, trong khi Cassandra không có khung tổng hợp tích hợp. Cassandra đã sử dụng các công cụ bên ngoài như Hadoop, Apache Spark, v.v. Do đó, MongoDB tốt hơn Cassandra khi nói đến khung tổng hợp tích hợp sẵn.

Mô hình ít giản đồ

MongoDB cung cấp cơ sở cho người dùng được phép thay đổi việc thực thi bất kỳ lược đồ nào trên cơ sở dữ liệu. Mỗi cơ sở dữ liệu có thể là một cấu trúc khác nhau. Tất cả phụ thuộc vào chương trình hoặc ứng dụng để diễn giải dữ liệu. Trong khi đó, Cassandra không cung cấp cơ sở để thay đổi các lược đồ nhưng cung cấp tính năng nhập tĩnh trong đó người dùng được yêu cầu xác định loại cột ngay từ đầu.

Điểm chuẩn Hiệu suất

Cassandra xem xét hoạt động tốt hơn trong các ứng dụng yêu cầu tải dữ liệu nặng vì nó có thể hỗ trợ nhiều nút chính trong một cụm. Trong khi đó, MongoDB sẽ không lý tưởng cho các ứng dụng có tải dữ liệu nặng vì nó không thể mở rộng theo hiệu suất. Dựa trên điểm chuẩn tiêu chuẩn của ngành do Yahoo! được gọi là YCSB, MongoDB cung cấp hiệu suất cao hơn Cassandra trong tất cả các thử nghiệm mà họ đã thực hiện, trong một số trường hợp sử dụng có thể lên tới 25 lần. Khi được tối ưu hóa để cân bằng thông lượng và độ bền giữa Cassandra và MongoDB, MongoDB cung cấp thông lượng lớn hơn 50% trong khối lượng công việc hỗn hợp và thông lượng lớn hơn 2,5 lần ở khối lượng công việc chi phối đọc so với Cassandra.

MongoDB cung cấp tính linh hoạt nhất để đảm bảo độ bền cho các hoạt động cụ thể:người dùng có thể chọn cấu hình tối ưu hóa độ bền cho các hoạt động cụ thể được coi là quan trọng nhưng độ trễ bổ sung có thể chấp nhận được. Đối với Cassandra, thay đổi này yêu cầu chỉnh sửa tệp cấu hình máy chủ và khởi động lại toàn bộ cơ sở dữ liệu.

Kết luận

MongoDB được biết đến nhiều nhất với khối lượng công việc với nhiều dữ liệu phi cấu trúc cao. Quy mô và loại dữ liệu mà bạn sẽ làm việc với cấu trúc dữ liệu linh hoạt của MongoDB sẽ phù hợp với bạn hơn Cassandra. Để sử dụng MongoDB một cách hiệu quả, bạn sẽ phải quản lý khả năng xảy ra một số thời gian chết nếu nút chính bị lỗi, cũng như với tốc độ ghi hạn chế. Và đừng quên, bạn cũng sẽ phải học một ngôn ngữ truy vấn mới. Trong MongoDB, dữ liệu phức tạp có thể được quản lý dễ dàng bằng cách sử dụng các khả năng hỗ trợ định dạng JSON. Đây là điểm khác biệt chính của MongoDB khi bạn so sánh nó với Cassandra. Trong một số tình huống, Cassandra có thể được coi là cơ sở dữ liệu tốt nhất để triển khai khi liên quan đến lượng lớn dữ liệu, tối ưu hóa tốc độ và thực thi truy vấn. Kết quả so sánh của Cassandra và MongoDB, chúng ta sẽ thấy rằng chúng có những lợi thế tương ứng tùy thuộc vào yêu cầu triển khai và khối lượng dữ liệu cần xử lý.