Wyjaśnienie Apache Cassandra w 5 minut lub mniej

Apache Cassandra to rozproszona baza danych NoSQL typu open source.

Co to jest Apache Cassandra?

Zanim stał się open source, Apache Cassandra został zaprojektowany początkowo na Facebooku (obecnie Meta), aby łączyć funkcje DynamoDB firmy Amazon i Bigtable firmy Google.

Jest szeroko stosowany przez firmy takie jak Netflix, Uber i Facebook ze względu na wysoką dostępność i skalowalność.

W tym artykule omówimy strukturę Apache Cassandra, sposób jej działania oraz różne funkcje i korzyści płynące z używania jej jako części stosu technologicznego.

Co to jest NoSQL?

Apache Cassandra należy do grupy baz danych znanych jako bazy danych NoSQL. W przeciwieństwie do relacyjnych baz danych lub baz danych SQL, bazy danych NoSQL nie używają języka SQL ani relacji w sposób, w jaki robią to bazy danych SQL.

Stwarza to korzyści w zakresie łatwości użytkowania i elastyczności, poświęcając jednocześnie możliwość tworzenia bardziej zaawansowanych zapytań. Jednak zarówno bazy danych NoSQL, jak i SQL mają swoje miejsca, w których każda z nich błyszczy.

Jak działa Apache Cassandra?

Cassandras działa przy użyciu Cassandra Query Language (CQL), który pod względem składni jest bardzo podobny do Structured Query Language (SQL) używanego przez relacyjne bazy danych.

Jednak nie obsługuje niektórych funkcji, takich jak sprzężenia, które ma większość relacyjnych baz danych. Wynika to z faktu, że Cassandra jest bazą danych opartą na zapytaniu. Oznacza to, że baza danych jest zaprojektowana na podstawie zapytań, które zostaną wykonane.

Tabele są następnie tworzone w celu zapewnienia wystarczającej ilości danych dla każdego zapytania bez konieczności łączenia wielu tabel. To sprawia, że ​​jest szybki. Można go zainstalować na wszystkich głównych systemach operacyjnych.

Architektura Cassandry

Na najbardziej podstawowym poziomie Cassandra składa się z węzłów. Dane są przechowywane w węzłach, a wszystkie rekordy z tym samym kluczem są przechowywane w tym samym węźle. Dzięki temu wykonywanie zapytań jest szybsze niż w bazach danych SQL, gdzie wiele tabel może działać na wielu komputerach.

Źródło: cassandra.apache.org

Dane są replikowane między węzłami w celu zapewnienia wysokiej dostępności przy użyciu współczynnika replikacji określonego przez twórcę bazy danych. Grupa węzłów przechowujących wszystkie dane w bazie danych nazywana jest centrum danych.

Grupa centrów danych tworzy klaster. Posiadanie wielu centrów danych oznacza, że ​​dane są zawsze dostępne, nawet jeśli jedno centrum danych nieoczekiwanie przejdzie w tryb offline.

Cechy Apache Cassandra

Wśród najważniejszych i wyróżniających czynników Apache Cassandra od innych opcji na rynku jest to, że jest:

# 1. Otwarte źródło

Apache Cassandra jest darmowy i open-source. Oznacza to, że kod źródłowy jest dostępny online, co zmniejsza prawdopodobieństwo, że zawiera błędy i luki, które nie zostały jeszcze wykryte i naprawione.

Jest to ważne, ponieważ dane użytkowników i firmy to ważne aktywa, które należy chronić.

#2. Wykorzystuje architekturę szerokokolumnową

W przeciwieństwie do większości baz danych, które przechowują dane w plikach w zależności od tabeli, w której dane się znajdują, Apache Cassandra przechowuje według kolumn.

Dzięki temu wyszukiwanie wartości w kolumnie jest szybsze, ponieważ nie trzeba przeszukiwać całego wiersza. W rezultacie wyszukiwanie danych przez Cassandrę jest tak szybkie, jak przy użyciu indeksów w innych bazach danych.

#3. Rozpowszechniane

Apache Cassandra jest dystrybuowany, co oznacza, że ​​nie działa na jednej maszynie. Pomaga to zapewnić wysoką dostępność danych, ponieważ są one replikowane w różnych węzłach i centrach danych. Przyspiesza również dostęp do danych, gdy centra danych są geograficznie bliżej użytkownika.

#4. Projekt oparty na zapytaniu

W tradycyjnym projekcie bazy danych tabele są modelowane wokół encji. Poprzez normalizację relacje między tymi podmiotami są następnie ustanawiane i tworzone w bazach danych.

Często podczas wykonywania zapytań relacje obejmują wiele tabel. Gdy te tabele są przechowywane na różnych komputerach, dostęp do danych może być powolny.

Jednak z Cassandrą budujesz tabele na podstawie zapytań, które zamierzasz wykonać. Wszystkie dane potrzebne do spełnienia tego zapytania są następnie przechowywane w jednej tabeli.

Korzyści z Apache Cassandra

  • Jest bezpłatny: Sam system zarządzania bazą danych jest bezpłatny i można go pobrać z oficjalnej strony internetowej Apache Cassandra. Jednak infrastruktura serwerowa, na której działa baza danych, nie jest.
  • Wysoka dostępność: Apache Cassandra zaprojektowano z myślą o odporności. Został zaprojektowany z wystarczającą redundancją, aby zachować funkcjonalność, gdy części bazy danych przejdą w tryb offline.
  • Jest skalowalny: do bazy danych można dodawać dodatkowe węzły, a pojemność pamięci masowej można rozszerzać bez przestojów. Jest to idealne rozwiązanie do tworzenia aplikacji o dużej objętości.
  • Jest szybszy: dzięki architekturze z szeroką kolumną i projektowi zorientowanemu na pierwsze zapytanie, Apache Cassandra może działać szybciej w porównaniu z innymi systemami zarządzania bazami danych.

Teraz przyjrzymy się niektórym z najlepszych zasobów edukacyjnych, aby zrozumieć Apache Cassandra.

Zasoby edukacyjne

# 1. Apache Cassandra: wszystko, co musisz wiedzieć

Ten kurs Udemy dotyczący Apache Cassandra przeprowadzi Cię od początkujących do profesjonalnych lekcji obejmujących tematy od teoretycznego przeglądu Cassandry po Cassandra Query Language.

Jedynym wymaganiem dla tego kursu jest ogólna znajomość baz danych i systemów Linux.

#2. Zostań certyfikowanym programistą Cassandry: egzaminy próbne

Ten kurs certyfikacyjny składa się z dwóch egzaminów, które pomogą Ci przygotować się i ćwiczyć do egzaminu certyfikacyjnego Apache Cassandra Developer Akademii Datastax.

Każdy egzamin trwa dziewięćdziesiąt minut i obejmuje tematy z architektury, modelowania i Cassandra Query Langauge. Idealnymi odbiorcami tego kursu są programiści, którzy znają już Cassandrę, ale chcą zdobyć profesjonalne certyfikaty.

#3. Apache Cassandra Essentials

Z tej książki dla programistów dowiesz się, jak rozpocząć pracę z Apache Cassandra. Uczy czytelników, jak zainstalować Cassandrę i skonfigurować klaster bazy danych. Następnie nauczysz się języka zapytań Cassandra do interakcji z bazą danych.

Dowiesz się również o narzędziach, których możesz użyć do monitorowania klastra i debugowania zapytań. Jest idealny dla kogoś, kto nigdy wcześniej nie pracował z Cassandrą i chce zacząć.

#4. Opanowanie Apache Cassandry

Ta książka, napisana dla osób z pewną wcześniejszą znajomością Cassandry, uczy czytelników, jak pisać wydajniejsze programy Cassandry i konfigurować Cassandrę tak, aby była bardziej wydajna.

Ponadto uczy, jak zintegrować Apache Cassandra z Apache Spark w celu budowy systemów analizy danych.

Ostatnie słowa

Apache Cassandra to potężny wybór dla bazy danych w systemach rozproszonych na dużą skalę. Jego niezawodność, skalowalność i szybkość sprawiają, że jest to ulubiona opcja wśród gigantów technologicznych.

Nauka i opanowanie tej bazy danych zapewni ci umiejętności tworzenia systemów oprogramowania, które niezawodnie służą milionom użytkowników.

Następnie możesz sprawdzić narzędzia do monitorowania Apache Cassandra, aby mieć oko na wydajność bazy danych.

x