Apache Cassandra ist eine verteilte NoSQL-Open-Source-Datenbank.
Inhaltsverzeichnis
Was ist Apache Cassandra?
Bevor es Open Source wurde, wurde Apache Cassandra ursprünglich bei Facebook (jetzt Meta) entwickelt, um Funktionen von Amazons DynamoDB und Googles Bigtable zu kombinieren.
Aufgrund seiner hohen Verfügbarkeit und Skalierbarkeit wird es häufig von Unternehmen wie Netflix, Uber und Facebook verwendet.
In diesem Artikel wird erläutert, wie Apache Cassandra strukturiert ist, wie es funktioniert und welche verschiedenen Funktionen und Vorteile es als Teil Ihres Tech-Stacks bietet.
Was ist NoSQL?
Apache Cassandra fällt unter die Gruppe von Datenbanken, die als NoSQL-Datenbanken bekannt sind. Im Gegensatz zu relationalen oder SQL-Datenbanken verwenden NoSQL-Datenbanken SQL oder Relationen nicht so wie SQL-Datenbanken.
Dies schafft Vorteile in Bezug auf Benutzerfreundlichkeit und Flexibilität, während die Fähigkeit, erweiterte Abfragen durchzuführen, geopfert wird. Sowohl NoSQL- als auch SQL-Datenbanken haben jedoch ihre Stellen, an denen sie glänzen.
Wie funktioniert Apache Cassandra?
Cassandras wird mit der Cassandra Query Language (CQL) ausgeführt, die der von relationalen Datenbanken verwendeten Structured Query Language (SQL) syntaktisch sehr ähnlich ist.
Bestimmte Funktionen, wie z. B. Verknüpfungen, die die meisten relationalen Datenbanken haben, werden jedoch nicht unterstützt. Dies liegt daran, dass Cassandra eine Abfrage-zuerst-Datenbank ist. Das bedeutet, dass die Datenbank basierend auf den Abfragen entworfen wird, die gestellt werden.
Anschließend werden Tabellen erstellt, um genügend Daten für jede Abfrage bereitzustellen, ohne dass mehrere Tabellen verknüpft werden müssen. Dadurch geht es schnell. Es kann auf allen gängigen Betriebssystemen installiert werden.
Architektur von Cassandra
Auf der grundlegendsten Ebene besteht Cassandra aus Knoten. Daten werden in Knoten gespeichert, und alle Datensätze mit demselben Schlüssel werden in demselben Knoten gespeichert. Dadurch werden Abfragen schneller ausgeführt als in SQL-Datenbanken, wo möglicherweise mehrere Tabellen auf mehreren Computern ausgeführt werden.
Quelle: cassandra.apache.org
Daten werden für hohe Verfügbarkeit durch einen vom Datenbankersteller festgelegten Replikationsfaktor über Knoten hinweg repliziert. Eine Gruppe von Knoten, die die gesamten Daten in einer Datenbank speichern, wird als Rechenzentrum bezeichnet.
Eine Gruppe von Rechenzentren bildet einen Cluster. Mehrere Rechenzentren zu haben bedeutet, dass Daten immer verfügbar sind, selbst wenn ein Rechenzentrum unerwartet offline geht.
Funktionen von Apache Cassandra
Zu den wichtigsten und differenzierenden Faktoren von Apache Cassandra und anderen Optionen auf dem Markt gehören:
#1. Open Source
Apache Cassandra ist kostenlos und Open Source. Das bedeutet, dass der Quellcode online verfügbar ist, was es weniger wahrscheinlich macht, dass er Fehler und Schwachstellen enthält, die noch nicht entdeckt und behoben wurden.
Dies ist wichtig, da Benutzer- und Geschäftsdaten wichtige Vermögenswerte sind, die geschützt werden sollten.
#2. Verwendet Wide-Column-Architektur
Im Gegensatz zu den meisten Datenbanken, die Daten in Dateien speichern, je nachdem, in welcher Tabelle sich die Daten befinden, speichert Apache Cassandra nach Spalten.
Dadurch wird die Suche nach einem Wert in einer Spalte schneller, da nicht die gesamte Zeile nachgeschlagen werden muss. Infolgedessen sind die Datensuchen von Cassandra so schnell wie die Verwendung von Indizes in anderen Datenbanken.
#3. Verteilt
Apache Cassandra wird verteilt, was bedeutet, dass es nicht auf einem einzelnen Computer ausgeführt wird. Dies trägt dazu bei, eine hohe Datenverfügbarkeit sicherzustellen, da sie über verschiedene Knoten und Rechenzentren repliziert werden. Es beschleunigt auch den Datenzugriff, wenn Rechenzentren geografisch näher am Benutzer sind.
#4. Query-First-Design
Beim traditionellen Datenbankdesign werden Tabellen um Entitäten herum modelliert. Durch Normalisierung werden dann Beziehungen zwischen diesen Entitäten hergestellt und in den Datenbanken erstellt.
Beim Abfragen erstrecken sich Beziehungen häufig über mehrere Tabellen. Wenn diese Tabellen auf verschiedenen Computern gespeichert sind, kann der Datenzugriff langsam sein.
Mit Cassandra erstellen Sie jedoch Tabellen basierend auf den Abfragen, die Sie durchführen möchten. Alle Daten, die zur Erfüllung dieser Abfrage benötigt werden, werden dann in einer Tabelle gespeichert.
Vorteile von Apache Cassandra
- Es ist kostenlos: Das Datenbankverwaltungssystem selbst ist kostenlos und kann von der offiziellen Website von Apache Cassandra heruntergeladen werden. Die Serverinfrastruktur, auf der die Datenbank läuft, ist es jedoch nicht.
- Hochverfügbar: Apache Cassandra ist auf Ausfallsicherheit ausgelegt. Sie ist mit genügend Redundanz ausgelegt, um funktionsfähig zu bleiben, wenn Teile der Datenbank offline gehen.
- Es ist skalierbar: Der Datenbank können zusätzliche Knoten hinzugefügt werden, und die Speicherkapazität kann mit geringen bis keinen Ausfallzeiten erweitert werden. Dies ist ideal für den Aufbau von Anwendungen mit hohem Volumen.
- Es ist schneller: Aufgrund der breiten Spaltenarchitektur und des Query-First-Designs kann Apache Cassandra im Vergleich zu anderen Datenbankverwaltungssystemen schneller arbeiten.
Jetzt werden wir einige der besten Lernressourcen erkunden, um Apache Cassandra zu verstehen.
Lernmittel
#1. Apache Cassandra: Alles, was Sie wissen müssen
Dieser Udemy-Kurs zu Apache Cassandra führt Sie vom Anfänger- zum Profi-Unterricht und behandelt Themen vom theoretischen Überblick über Cassandra bis zur Cassandra-Abfragesprache.
Einzige Voraussetzung für diesen Kurs ist, dass Sie sich mit Datenbanken im Allgemeinen und Linux-Systemen auskennen.
#2. Werden Sie ein zertifizierter Cassandra-Entwickler: Übungsprüfungen
Dieser Zertifikatskurs umfasst zwei Prüfungen, die Ihnen helfen, sich auf die Apache Cassandra-Entwicklerzertifizierungsprüfung der Datastax Academy vorzubereiten und zu üben.
Jede Prüfung dauert neunzig Minuten und behandelt Themen aus den Bereichen Architektur, Modellierung und Cassandra-Abfragesprache. Die ideale Zielgruppe für diesen Kurs sind Entwickler, die Cassandra bereits kennen, aber professionelle Zertifizierungen erwerben möchten.
#3. Apache Cassandra-Grundlagen
Dieses Buch für Entwickler zeigt Ihnen die ersten Schritte mit Apache Cassandra. Es lehrt die Leser, Cassandra zu installieren und einen Datenbank-Cluster einzurichten. Als Nächstes lernen Sie die Cassandra-Abfragesprache, um mit Ihrer Datenbank zu interagieren.
Außerdem erfahren Sie mehr über Tools, mit denen Sie Ihren Cluster überwachen und Abfragen debuggen können. Es ist ideal für jemanden, der noch nie mit Cassandra gearbeitet hat und anfangen möchte.
#4. Beherrschung von Apache Cassandra
Dieses Buch wurde für Personen mit Vorkenntnissen in Cassandra geschrieben und lehrt Leser, effizientere Cassandra-Programme zu schreiben und Cassandra leistungsfähiger zu konfigurieren.
Darüber hinaus lehrt es, wie man Apache Cassandra mit Apache Spark integriert, um Datenanalysesysteme zu erstellen.
Letzte Worte
Apache Cassandra ist eine leistungsstarke Wahl für eine Datenbank in großen, verteilten Systemen. Seine Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit und Geschwindigkeit machen es zu einer bevorzugten Option bei Technologiegiganten.
Das Erlernen und Beherrschen dieser Datenbank wird Sie mit Fähigkeiten ausstatten, um Softwaresysteme zu erstellen, die Millionen von Benutzern zuverlässig dienen.
Als Nächstes können Sie die Überwachungstools von Apache Cassandra ausprobieren, um die Datenbankleistung im Auge zu behalten.