Какво е хибридна база данни? Списък на най-добрите хибридни бази данни

what is hybrid database

Пълно ръководство за хибридна база данни със списъка на най-добрите хибридни бази данни на пазара:

ДА СЕ Хибридна база данни е балансиран База данни Система за управление предлагаща високоефективна обработка на данни в основната памет, заедно с огромни възможности за съхранение на физическия диск.

Този урок ще ви даде подробно обяснение на смисъла, предимствата, архитектурата и внедряването на хибридна база данни с прости думи. Тук за справка е включен и списък с най-популярните хибридни бази данни, които се използват в цял свят.

Какво ще научите:

• Какво е хибридна база данни?
  • Разлика между релационни бази данни, NoSQL бази данни и хибридна база данни
  • По какво се различават релационните и NoSQL бази данни от хибридната база данни?
  • Предимства на хибридната база данни
  • Архитектура на хибридна база данни
  • Как работят хибридните бази данни?
  • Хибридни случаи на използване на DB
    • # 1) Случай за употреба: База данни на документи
    • # 2) Пример за употреба: База данни в паметта и база данни с графики
    • # 3) Случай за употреба: Разкриване на измами
  • Най-добри практики за внедряване на хибридна система от бази данни
• Топ хибридни бази данни, които трябва да внимавате
  • # 1) Хибридна база данни на Altibase Enterprise (НАЙ-ДОБРО цяло)
  • # 2) DataStax Hybrid Cloud Database
  • # 3) Orient DB
  • # 4) LeanXcale
• Заключение
  • Препоръчително четене

Какво е хибридна база данни?

Хибридната база данни предлага характеристиките както на база данни в паметта, така и на база данни на диск в един интегриран механизъм. Следователно данните могат да се съхраняват и експлоатират или само в основната памет, или на диска, или в комбинация от двете.

Най-добрият пример за хибридна база данни е Altibase .

Единното подреждане на двата вида бази данни позволява изключителна гъвкавост и енергични функционалности. Освен това в наши дни дефиницията на хибридни бази данни не е ограничена само до този смисъл за съхранение на данни, но хибридната база данни в наши дни прави много повече от това.

Илюстрация на хибридна база данни:

как да вляза в qa тестване

Тъй като повечето от организациите сега преминават към облак, следователно хибридните бази данни трябва да бъдат хибридни в архитектурен смисъл, както и да комбинират използването на публични и частни облаци. Понякога хибридна база данни се определя и като интеграция на релационни и NoSQL бази данни.

Добрата хибридна база данни трябва да бъде напълно разпространена и трябва да притежава висока наличност, надеждност и мащабируемост.

Разлика между релационни бази данни, NoSQL бази данни и хибридна база данни

В релационните бази данни данните съществуват под формата на релации (зададени таблици) и могат да бъдат извлечени чрез SQL или други команди на структуриран език.

От друга страна, базата данни NoSQL не използва таблици за съхранение на данни. Той съхранява данни по друг брой начини, включително хранилища ключ-стойност, хранилища на документи, графики, методи за съхранение на обекти и др. Това улеснява достъпа на сложни и разпределени системи до информацията в базата данни.

Някои бази данни NoSQL обаче може да нямат незабавна последователност на данните. Както разбирате, че хибридната база данни е комбинация от релационни и NoSQL бази данни, за нас е важно да преминем дълбоко през разликите между релационните и NoSQL бази данни.

Нека ги разграничим по следните параметри:

# 1) Мащабируемост и производителност:

Релационните или SQL бази данни използват вертикална мащабируемост.

Това означава, че когато количеството данни се увеличава, това изисква разширяване на капацитета за съхранение и мощността на обработка на съществуващия възел. Например капацитетът на процесора, RAM паметта и устройството за съхранение на сцената (SSD) на DB сървъра. Тази вертикална мащабируемост е много скъпа поради основните хардуерни разходи.

За разлика от това, базите данни NoSQL използват хоризонтална мащабируемост, т.е. когато количеството данни се увеличава, системата се разширява чрез добавяне на възлови режими за съхранение на данни и изчислителна мощност, E.g , добавяне на сървъри към инфраструктурата на NoSQL DB. Това е по-евтино решение в сравнение с вертикалната мащабируемост.

Като цяло базите данни NoSQL имат и функции за автоматично рязкост, които разпространяват данни на различни сървъри с цел повишаване на производителността.

Основната цел на релационните бази данни е да отговарят стриктно на свойствата на ACID (атомност, консистенция, изолация и трайност), което е вид неизпълнима задача за базите данни NoSQL. Следователно целостта и надеждността на релационните бази данни определено са повече от базите данни NoSQL.

За базите данни NoSQL поддържането на свойствата на ACID е трудно, тъй като те използват хоризонтално мащабиране. Те разчитат на BASE (основно достъпни, меки състояния, в крайна сметка последователни) принципи и по този начин са по-гъвкави от релационните бази данни.

# 2) Гъвкавост:

Базите данни на SQL имат статична и предварително дефинирана схема, докато NoSQL базите данни имат динамична схема, която не се изисква да бъде предварително дефинирана. Модифицирането на схемата в бази данни на SQL е сложно и подлага на неуспех, докато е лесно да се приспособят промените в структурата на данните в случай на бази данни NoSQL.

Това е причината, поради която базите данни NoSQL са предпочитани в гъвкави и мащабируеми среди. Също така базите данни SQL обработват само структурирани данни, докато NoSQL бази данни могат да обработват структурирани, неструктурирани и полуструктурирани данни.

# 3) Език на заявката:

Релационните бази данни използват SQL (Структуриран език за заявки). SQL е мощен език за заявки и може да управлява сложни заявки чрез стандартизиран интерфейс.

Напротив, базите данни NoSQL нямат стандартизиран език за заявки за данни. Те използват свой собствен език за заявки, предоставен от съответния доставчик. Обикновено им липсва обработка на сложни заявки като агрегиране, присъединяване и т.н.

По този начин SQL определено е предимство за релационните бази данни, докато за базите данни NoSQL е необходимо да се разработи стандартизиран език за заявки.

# 4) Сигурност:

Релационните бази данни са много защитени от своята архитектура. Но в случая с базите данни NoSQL, тъй като те осигуряват функцията за оцветяване и данните се разпределят, така че управлението на поверителността, поверителността и сигурността е предизвикателна част.

В базите данни NoSQL се изисква оторизацията, удостоверяването и одитът да се извършват чрез външни методи в зависимост от това коя NoSQL DB се използва.

# 5) Управление на данни - съхранение и достъп:

Базите данни на SQL съхраняват високо нормализирани и много чисти данни. Излишъкът от данни се избягва чрез нормализиране и нарязване на данни в релации (логически таблици). По този начин използването на съхранение се случва по разумен начин.

как да създадете фалшив имейл адрес

Напротив, NoSQL DB съхраняват данни в колекции, които имат логически връзки и включват по-ниска степен на нормализация. Следователно те съдържат излишък на данни. Репликацията помага за подобряване на наличността на данни в базите данни NoSQL и също така гарантира загуба на данни.

Всичко беше свързано с основните разлики между базите данни SQL и NoSQL.

По какво се различават релационните и NoSQL бази данни от хибридната база данни?

Хибридната база данни е тази, която използва както релационни, така и NoSQL методи на база данни в един екземпляр на DB. Хибридната база данни се радва на предимствата както на релационни бази данни, така и на NoSQL и премахва техните ограничения.

Възможно е да има случаи, при които софтуерните приложения могат да се възползват още повече, като използват различни решения в приложението за конкретни задачи.

За приложенията, които изискват високоскоростни транзакции и бърза реакция или които изпълняват сложни заявки за данни в реално време, е по-подходящо да се комбинират различни технологии за бази данни за конкретни нужди от обработка.

Комбинацията от технология за релационна база данни и NoSQL (т.е. хибридна база данни) генерира по-добра система с по-висока наличност, мащабируемост и производителност.

Предимства на хибридната база данни

Хибридната база данни предлага значителни предимства пред БД в паметта, както и на БД на диска. Хибридната база данни използва физически диск за съхранение и извличане на данни, но въпреки това използва паметта за активните данни за повишаване на производителността.

Тъй като хибридната база данни поддържа и двата типа бази данни, едно от очевидните предимства на хибридната база данни е нейната гъвкавост. Използвайки хибридна DB, можете да поддържате баланс между производителност, цена и постоянство.

За да разберем напълно предимствата на хибридната база данни, нека първо проучим предимствата и ограниченията на базата данни в паметта и базата данни на диска поотделно.

Базата данни в паметта винаги ще бъде значително по-бърза от базата данни на диска. Тъй като данните съществуват директно в RAM, времето за реакция е много бързо и латентността е изключително ниска (микросекундна скала). И обратно, ограничението е, че RAM паметта струва много по-скъпо от традиционния твърд диск и притежава много малък капацитет за съхранение.

От друга страна, дисковите бази данни имат огромен капацитет за съхранение и съхранението е доста евтино. Но базите данни на диска са склонни да имат лоша производителност, тъй като операцията за дисково I / O е много скъпа и дизайнът на дисковата база данни често харчи много ресурси на процесора, за да оптимизира моделите на достъп до диска.

Това е причината, поради която хибридната база данни е толкова привлекателна. Той запазва всички предимства както на DB в паметта, така и на DB на диска и премахва техните недостатъци в едно решение. Можете да използвате таблици с памет, ако се нуждаете от висока производителност. Ако се нуждаете от много място за съхранение, можете да използвате дискови таблици.

Предимствата на хибридната база данни включват:

• Производителност: Сортирането, съхранението и извличането на често достъпвани данни се извършва изцяло в паметта, а не от диска. Това наистина прави хибридната база данни да работи бързо. Също така, хибридните бази данни използват оптимизатори, за да избират автоматично най-добрия план за изпълнение въз основа на статистически данни и наличните индекси, за да подобрят общата производителност, независимо от местоположението на данните.
• Цена: Твърдият диск е по-евтин от RAM. По този начин спестените пари могат да се използват за добавяне на повече памет, за да се увеличи производителността.
• Устойчивост: Тъй като RAM чиповете не могат да се доближат до плътността на съхранение на физически диск за съхранение, твърдите дискове все още се използват за съхраняване на данните, необходими за по-късна употреба. Това гарантира, че данните не се губят в случай на прекъсване на захранването.
• Гъвкавост: Хибридните бази данни ви дават възможност за паралелно изпълнение на транзакционни (OLTP) и аналитични (OLAP) натоварвания. Това се нарича HTAP (хибридна транзакционна и аналитична обработка). HTAP предоставя по-добра гъвкавост на разработчиците, докато актуализира съществуващия софтуер или създава нов софтуер. Това прави хибридните бази данни изключително подходящи за приложения, управлявани от данни в реално време.
• Редове и колони: Хибридната база данни позволява съхранение на базата на редове и колони. Това помага за оптимизиране както на транзакционни, така и на аналитични заявки, като по този начин води до по-бързо търсене и отчитане. Хибриден план за съхранение в единна база данни дава високоефективна платформа, като всички данни се съхраняват по начин, който оптимизира за съответната задача.
• Внедряване: Хибридната база данни позволява както внедряване в облак, така и локално разполагане. Облачното базирано внедряване премахва необходимостта от непрекъснато управление на база данни и технологии чрез вътрешни ИТ ресурси. Междувременно локалното внедряване дава по-добър контрол, когато е необходимо. Това наистина помага на бизнеса да използва ресурсите и персонала си по по-ефективен начин.

Архитектура на хибридна база данни

Ще разберем архитектурата на хибридната база данни чрез примера на хибридна система от бази данни, предназначена за съхранение и управление на големи данни.

Нека разгледаме хибридна система, съставена от база данни MySQL (релационна) и MongoDB (NoSQL). Данните се класифицират в структурирана и неструктурирана категория.

Структурираните данни се изпращат до MongoDB, докато изборът на база данни за неструктурирани данни разчита на режима, в който приложението се изпълнява. В хибриден режим данните се изпращат до MongoDB, а в режим SQL данните се изпращат до базата данни MySQL.

(изображение източник )

Както можете да видите в горната архитектурна схема, системата е съставена от два основни компонента, т.е. SQL компонент и MongoDB компонент.

# 1) SQL компонент: Този компонент има механизъм за съхранение, който управлява съхранението на данни в MySQL DB. Механизмът за съхранение е съставен от транзакционен регистрационен файл и файлови групи с данни, които могат да бъдат разделени подредени на файлове с данни, таблици, индекси, обхват и страница.

Дневният файл на транзакциите се използва за постигане на целостта на данните и възстановяването на данните. Началото и краят на всяка операция и всички извършени модификации се записват в регистрационния файл на транзакциите.

# 2) Компонент MongoDB: Този компонент е отговорен за осигуряване на излишък и последователност. Използва репликация за същото. Притокът на данни от различни местоположения и различни формати е разделен и еднакво циркулиран до група нестатични разтегателни терминали, известни като парчета.

Метаданните се записват в конфигурационните сървъри. За да се гарантира излишък, всеки от сървърите притежава реплика на всички метаданни. В случай на клиентска заявка той стартира един от процесите на маршрутизиране, за да провери конфигурационните сървъри, за да види позицията на заявката.

Преглед на DB хибридния интерфейс.

Тази система интегрира вкусовете на двете DB (релационни и нерелационни) в един единствен екземпляр. Той може да се използва за управление и съхранение на големи данни, като елиминира слабостите на двете бази данни.

Как работят хибридните бази данни?

За ограничени ресурси и високопроизводителни системи се създава хибридна база данни чрез сливането на две системи, т.е. база данни в паметта и база данни на диска. Той позволява на разработчика да се присъедини към двата модела на базата данни, т.е.в паметта и на диска в един екземпляр на DB.

Означаването на един набор от данни като преходни (управлявани в паметта), докато се избира дисково хранилище за останалите типове записи, се нуждае от проста декларация за схема на база данни. Получената база данни запазва потенциите в паметта (скорост, малък отпечатък на базата данни, интуитивен естествен API и др.), Като същевременно контролира икономиите на разходи и вградената стабилност на база данни на диска.

(изображение източник )

Основната работа на хибридните бази данни се основава на функционалността HTAP (хибридна транзакционна и аналитична обработка). За съхранение на данни, типовете носители, т.е.в паметта и на диска, са налични в едно приложение. Това позволява на клиентите да управляват компромиси между латентността, разходите и възможностите за запазване на съхранението.

За клиентите и приложенията различията в работата на кръстосаните видове съхранение ще бъдат незначителни, тъй като манипулирането на данните ще бъде последователно във всички таблици, но икономиите на разходи могат да бъдат значителни.

Хибридните бази данни използват оптимизатори, за да избират автоматично най-подходящия план за изпълнение въз основа на статистиката и съществуващите индекси, за да подобрят общата производителност, независимо от местоположението на данните.

Хибридната база данни оптимизира транзакционните и аналитичните заявки, като поддържа както базирани на редове (за транзакционни заявки), така и базирани на колони (за аналитични заявки) с един екземпляр на DB. Всички данни се съхраняват по начин, който оптимизира текущата операция.

Хибридни случаи на използване на DB

Има определени бизнес сценарии, при които не е препоръчително да се използва нито база данни NoSQL самостоятелно, нито релационна база данни. В такива сценарии използването на хибридна DB идва в картина, където база данни NoSQL се добавя към съществуваща релационна база данни или обратно.

Нека обсъдим някои от случаите на използване на хибридна DB.

# 1) Случай за употреба: База данни на документи

Софтуерът за корпоративно планиране на ресурси (ERP) традиционно е задушаване за релационните бази данни, но им липсва гъвкавостта, за да позволи на потребителите да персонализират формулярите за въвеждане, без да променят схемата на базата данни.

Ако добавим база данни с документи NoSQL към това съществуващо ERP решение, тогава потребителите могат да създават и редактират формулярите бързо, както се изисква. Данните ще бъдат запазени като документи и ще бъдат запечатани в бъдеще за всякакви промени на параметрите на формата, които се движат напред.

Някои доставчици на релационни бази данни са възприели изискването за такава смесена подредба и са актуализирали нещо като база данни на документи в своята релационна база данни. Например, Microsoft SQL Server 2016, осигурява поддръжка за съхраняване на JSON документи в клетки, което от своя страна улеснява някои работни процеси, но обърква актуализирането на тези данни в контраст с актуализирането на данни в нормална таблица.

Базите данни на документа поддържат всичко под формата на „документ“, обикновено JSON обект. Тъй като те не се нуждаят от никаква структура, можете да добавяте различни полета към всеки JSON обект, като същевременно помните, че зависи от вас да направите тези данни смислени, докато ги извличате. Известните бази данни на документи включват MongoDB и Couchbase.

# 2) Пример за употреба: База данни в паметта и база данни с графики

Постигането на уебсайтове за електронна търговия зависи силно от способността им да предписват нещо, което може да ви заинтересува конкретно. Как биха направили това? Те разследват вашите минали покупки и проследяват нещата, които сте гледали, но не сте купили.

Те ще направят по същия начин за вашите спътници, за различни клиенти във вашия регион и ще свържат тази информация с това, което е на мода. Предизвикателството е, че този анализ на данните трябва да се извършва бързо за всяко отваряне на страницата и всеки клиент, това е неизпълним акт, ако от вас се изисква да поискате вашата релационна база данни и да комбинирате множество таблици, за да получите резултати.

Възможен начин може да бъде база данни в паметта преди вашата релационна база данни да кешира всички необходими данни за изпълнение на заявки в паметта, вместо да се отправя всеки път към диска. Подобрено решение би било да добавите и база данни с графики, за да поддържате запис на всички ваши взаимоотношения като клиент по отношение на избора ви, кои са вашите спътници, техните харесвания и антипатии.

Базите данни в паметта обикновено са хранилище ключ-стойност, което се изпълнява във вашата RAM, но някои от тях могат да поддържат информация на твърдия диск, плюс предлагат поддръжка за репликация, моментни снимки и регистриране на транзакции. Най-известните бази данни в паметта включват Memcached и Redis.

Графичните бази данни поддържат своите графични структури на данни и те са опростени за бързо заявки и търсене. Това се постига чрез добавяне на указател към всеки запис към свързаните им записи. За бази данни на Graph можете да изследвате Neo4j и InfiniteGraph.

# 3) Случай за употреба: Разкриване на измами

Независимо дали управлявате онлайн магазин или физически магазин за дребно, от решаващо значение е постоянно да бъдете бдителни за начинания на измами. За да направите това, трябва бързо да регистрирате много данни от различни части на вашата рамка.

Очевидно е, че тъй като данните произхождат от широк кръг места, трябва да помислите за вашите уеб сървъри, файловите сървъри или платежни шлюзове и не са организирани по един и същ начин за всеки от тях, би било трудно да се създаде релационна база данни за тази цел.

По същия начин е напълно възможно след известно време да започнете или да спрете регистрирането на няколко параметъра някъде в системата и да имате нужда от база данни, която може да се справи с това. Базите данни с колони са проектирани в светлината на тази причина и те ви осигуряват бързи записи и въпреки това трябва да бъдете внимателни, докато проектирате такава, за да сте сигурни, че отговаря на вашите изисквания.

Най-добри практики за внедряване на хибридна система от бази данни

• Изберете правилния хибриден модел въз основа на вашите данни, разходи, производителност и изисквания за управление. Осигурете мащабируемо решение за база данни, което отговаря на вашите бизнес нужди, т.е., като същевременно поддържа сигурността, достъпността, гъвкавостта и оперативната съвместимост в настоящата ви инфраструктура. Опитайте се да ограничите движението на данните си минимално и да поддържате проста архитектура.
• Подгответе се за хибридно изпълнение. Определете добре работните потоци.
• Прегледайте разположението на данните, т.е. къде да съхранявате данните и как да ги извлечете.
• Променете подхода си за сигурност. Проверете за проблеми със сигурността при прехвърляне на данни между локални и облачни ресурси.
• Опитайте се да поддържате следните три компетенции:
  • Компетентност на интеграцията: Възможността за свързване на различни потоци от данни в организацията по пъргав, ефективен и прогресивен начин.
  • Информационна компетентност: Способността да се справя със значението и контекста и по този начин с бизнес стойността на данните.
  • Трансформационна компетентност: Способността да се правят сложни междуфункционални промени в бизнеса, както се изисква от пазарните условия, технологичния напредък и бизнес възможностите не само веднъж, а като продължителен процес.

В някои ситуации преминаването от една или повече RDBMS към NoSQL база данни може да не е от полза. При тези обстоятелства може да е по-добър избор да се създаде хибридна система.

Топ хибридни бази данни, които трябва да внимавате

Нека да разгледаме някои от най-добрите хибридни бази данни, които се предлагат в бранша.

# 1) Хибридна база данни на Altibase Enterprise(НАЙ-ДОБРО като цяло)

Altibase е хибридна база данни, която едновременно поддържа съхранение в паметта и диска в едно решение за база данни. Архитектурата на Altibase позволява използването на таблици с памет за висока производителност и дискови таблици за икономично съхранение.

Той осигурява синхронна и асинхронна репликация и също така предлага ACID съответствие в реално време. Той е съвместим с операционни системи AIX, HP-UX, Linux и Windows.

Основните му характеристики включват поддръжка на целия SQL стандарт, контрол на паралелността на мултиверсия (MVCC), Fuzzy и Ping-Pong контролна точка за периодични резервни копия на данни, репликация и връзка към база данни. Всъщност Altibase беше първият доставчик на бази данни в света, който разработи и комерсиализира хибридна база данни през 2005 г.

# 2) DataStax Hybrid Cloud Database

DataStax Enterprise е разпределена хибридна облачна база данни, разработена на Apache Cassandra. Тази база данни е създадена за хибриден облак. Той осигурява единна платформа за всякакви приложения навсякъде и във всеки облак. Той поддържа всички модели, т.е. ключ-стойност, JSON, графика, таблица.

Друга вълнуваща характеристика на тази база данни е разширеното работно натоварване, готово за внедряване. В рамките на един модел за сигурност той осигурява изцяло интегрирана и оптимизирана база данни, графика, анализи, в паметта, търсене и Apache Kafka.

# 3) Orient DB

как да отворите торент файл на Windows

OrientDB е единствен по рода си мултимоделен СУБД с отворен код NoSQL, който обединява всички заедно с възможностите на графики с документ, ключ / стойност, реактивни, обектно-ориентирани и геопространствени модели в единна мащабируема, високоефективна оперативна база данни.

Работи много по-бързо при графични операции. Той поддържа атомни операции, както и ACID транзакции с транзакционна СУБД. Докато използвате OrientDB, не е нужно да научавате друг собствен език, тъй като той просто работи с база данни, изградена на SQL.

# 4) LeanXcale

LeanXcale е лесна за работа с база данни, предназначена за транзакционни и аналитични натоварвания. Тази съвместима с ACID база данни позволява бързо вмъкване и агрегиране на данни в реално време.

С LeanXcale можете да изпълнявате операции и анализи в рамките на един и същ мениджър на база данни във всякакъв мащаб. Можете линейно да мащабирате от 1 до 100s възли.

Заключение

В този урок разгледахме концепцията за хибридната база данни, заедно с нейната основна архитектура и работа.

Научихме предимствата от използването на хибридна база данни, как тя може да се присъедини към предимствата на релационните и нерелационните бази данни, в паметта и на дисковото хранилище в един екземпляр на DB и да премахне техните недостатъци и как може да се справи с големи данни толкова добре . Разгледахме и някои от най-добрите хибридни бази данни, които се предлагат на пазара.

Надявам се да ви е харесал този информативен урок за хибридни бази данни !!

Препоръчително четене

• 40+ Най-добри инструменти за тестване на бази данни - Популярни решения за тестване на данни
• Топ 10 Инструменти за проектиране на бази данни за изграждане на сложни модели данни
• Топ 10 безплатни бази данни за Windows, Linux и Mac
• 30-те най-популярни софтуера за управление на бази данни: пълен списък
• Топ 8 на най-популярните СУБД с отворен код за корпоративен клас
• SQL срещу NoSQL Точни разлики и знайте кога да използвате NoSQL и SQL
• Тестване на база данни с JMeter
• Прост подход за тестване на XML към база данни