Apache Cassandra er en distribuert database med åpen kildekode, klassifisert som en NoSQL-database.
Hva er Apache Cassandra?
Før den ble åpen kildekode, ble Apache Cassandra utviklet internt hos Facebook (nå Meta). Målet var å kombinere de beste egenskapene fra Amazons DynamoDB og Googles Bigtable.
Dens høye tilgjengelighet og skalerbarhet har gjort den populær blant store selskaper som Netflix, Uber og Facebook.
I denne artikkelen skal vi utforske hvordan Apache Cassandra er strukturert, dens funksjonsmåte, samt de ulike egenskapene og fordelene ved å bruke denne databaseløsningen i din teknologi-stack.
Hva er NoSQL?
Apache Cassandra tilhører kategorien databaser som kalles NoSQL. I motsetning til relasjonsdatabaser, ofte referert til som SQL-databaser, unngår NoSQL-databaser bruken av SQL eller relasjoner på den tradisjonelle måten som SQL-databaser benytter.
Dette gir fordeler når det kommer til brukervennlighet og fleksibilitet, men ofrer kapasiteten for mer komplekse søk. Både NoSQL- og SQL-databaser har likevel sine bruksområder hvor de hver især er overlegne.
Hvordan fungerer Apache Cassandra?
Cassandra benytter Cassandra Query Language (CQL), som syntaktisk ligner på Structured Query Language (SQL) som brukes i relasjonsdatabaser.
Det er likevel viktig å merke seg at Cassandra ikke støtter visse funksjoner, som for eksempel sammenføyninger av tabeller, en vanlig operasjon i relasjonsdatabaser. Dette skyldes at Cassandra er en «spørring-først»-database. Det betyr at databasens struktur er designet i henhold til de spørringene som skal utføres.
Tabeller opprettes for å gi all nødvendig data for hver spesifikk spørring, uten behov for å kombinere data fra flere tabeller. Dette resulterer i raskere datatilgang. Cassandra kan installeres på de fleste vanlige operativsystemer.
Arkitektur i Cassandra
Cassandra er i bunn og grunn bygget opp av noder. Dataene lagres i disse nodene, og alle oppføringer med samme nøkkel finnes i den samme noden. Dette muliggjør raskere spørringer sammenlignet med SQL-databaser hvor data kan være spredt over flere tabeller på ulike maskiner.
Kilde: cassandra.apache.org
For å sikre høy tilgjengelighet, replikeres data på tvers av flere noder. Antall replikaer bestemmes av en replikeringsfaktor, som defineres av databasens administrator. En gruppe noder som inneholder all dataen i en database, kalles et datasenter.
Flere datasentre utgjør en klynge. Flere datasentre bidrar til at data alltid er tilgjengelig, selv om et datasenter skulle bli utilgjengelig.
Kjennetegn ved Apache Cassandra
Blant de mest sentrale og distinkte aspektene ved Apache Cassandra er:
#1. Åpen kildekode
Apache Cassandra er gratis og tilgjengelig som åpen kildekode. Dette innebærer at kildekoden er offentlig tilgjengelig, noe som reduserer risikoen for skjulte feil og sårbarheter som ikke allerede er identifisert og rettet.
Dette er av stor betydning, særlig med tanke på at bruker- og forretningsdata er essensielle verdier som må beskyttes.
#2. Bruker Wide-Column Arkitektur
I motsetning til mange andre databaser som lagrer data i filer basert på tabell, lagrer Apache Cassandra data organisert etter kolonne.
Dette gjør det raskere å finne en bestemt verdi i en kolonne, da databasen ikke trenger å søke gjennom hele raden. Dermed er dataoppslag i Cassandra like effektive som å bruke indekser i tradisjonelle databaser.
#3. Distribuert
Apache Cassandra er distribuert, noe som betyr at den ikke er begrenset til en enkelt maskin. Dette bidrar til å sikre høy datatilgjengelighet, da data replikeres over flere noder og datasentre. Det gir også raskere datatilgang, spesielt når datasentre er lokalisert i nærheten av brukerne.
#4. «Spørring-Først» Design
I tradisjonelt databasedesign modelleres tabeller rundt enheter. Gjennom normalisering etableres relasjoner mellom disse enhetene i databasen.
Ofte når en spørring utføres, involverer den data fra flere tabeller. Hvis disse tabellene er lagret på ulike maskiner, kan datahentingen være treg.
Med Cassandra derimot, bygges tabellene ut fra de spesifikke spørringene som forventes å bli utført. All dataen som trengs for å besvare en gitt spørring, lagres i en enkelt tabell.
Fordeler med Apache Cassandra
- Gratis: Selve databasestyringssystemet er tilgjengelig for gratis nedlasting fra Apache Cassandras offisielle nettsted. Det er imidlertid viktig å merke seg at kostnader for serverinfrastruktur der databasen kjører tilkommer.
- Høy tilgjengelighet: Apache Cassandra er designet med tanke på robusthet og er bygget med nok redundans til å forbli operativ selv når deler av databasen blir utilgjengelig.
- Skalerbar: Ytterligere noder kan legges til databasen, og lagringskapasiteten kan utvides uten merkbar nedetid. Dette gjør Cassandra ideell for å bygge store applikasjoner.
- Raskere ytelse: Takket være sin brede kolonnearkitektur og «spørring-først»-design, kan Apache Cassandra levere raskere ytelse sammenlignet med mange andre databasestyringssystemer.
La oss nå se på noen av de beste læringsressursene for å fordype seg i Apache Cassandra.
Læringsressurser
#1. Apache Cassandra: Alt du trenger å vite
Dette Udemy-kurset tar deg gjennom Apache Cassandra, fra grunnleggende teoriforståelse til avansert bruk av Cassandra Query Language.
Det forutsettes at du har en grunnleggende forståelse for databaser generelt og Linux-systemer.
#2. Bli en sertifisert Cassandra-utvikler: øv deg på eksamener
Dette sertifiseringskurset består av to eksamener som hjelper deg med å forberede deg til Datastax Academys Apache Cassandra Developer Certification-eksamen.
Hver eksamen varer i nitti minutter og dekker områder som arkitektur, datamodellering og Cassandra Query Language. Kurset er primært rettet mot utviklere som allerede har erfaring med Cassandra, men som ønsker å tilegne seg en profesjonell sertifisering.
#3. Apache Cassandra Essentials
Denne boken er en ressurs for utviklere som ønsker å komme i gang med Apache Cassandra. Den gir en innføring i installasjon av Cassandra og hvordan man setter opp en databaseklynge. Du vil også lære å bruke Cassandra Query Language for å interagere med databasen.
I tillegg omhandler boken verktøy for overvåking av klyngen og feilsøking av spørringer. Boken passer for de som er nye til Cassandra og ønsker å lære det grunnleggende.
#4. Mestring av Apache Cassandra
Denne boken er rettet mot de som har en viss erfaring med Cassandra, og gir veiledning i hvordan du skriver mer effektive Cassandra-programmer og optimaliserer ytelsen.
Videre beskriver den hvordan man kan integrere Apache Cassandra med Apache Spark for å bygge dataanalysesystemer.
Avsluttende ord
Apache Cassandra fremstår som et sterkt valg av database for store, distribuerte systemer. Dens pålitelighet, skalerbarhet og ytelse gjør den til et populært alternativ blant ledende teknologiselskaper.
Ved å lære og mestre denne databasen, vil du utvikle ferdigheter som lar deg bygge programvaresystemer som på en pålitelig måte betjener millioner av brukere.
For ytterligere innsikt, kan du utforske overvåkingsverktøy for Apache Cassandra for å holde oversikt over databaseytelsen.