Przenieś się na SQL, czas na NoSQL

Zrozumienie SQL i jego ograniczeń

SQL, skrót od Structured Query Language, jest narzędziem używanym przez programistów do interakcji z tradycyjnymi relacyjnymi bazami danych. Jeśli nie jesteś zaznajomiony z relacyjną bazą danych, możesz myśleć o niej jako o zbiorze połączonych ze sobą arkuszy kalkulacyjnych. Każdy wiersz w tym „arkuszu kalkulacyjnym” jest rekordem, a każda kolumna reprezentuje typ danych. Chociaż SQL wyróżnia się strukturalnymi, spójnymi danymi, może być sztywny i nieodpowiedni dla nieustrukturyzowanych lub różnorodnych typów danych. Ta konfiguracja doskonale sprawdza się w przypadku zarządzania danymi dwuwymiarowymi. Jednak sprawy komplikują się, gdy musimy dodać więcej warstw do danych.

Wyobraź sobie na przykład, że masz tabelę (taką jak arkusz kalkulacyjny) zawierającą dane pracownika i chcesz dodać możliwość przechowywania wielu adresów e-mail dla każdej osoby. Możesz rozszerzyć oryginalną tabelę, dodając nowe pola dla „Email1”, „Email2”, „Email3” i tak dalej. Możesz też utworzyć nową tabelę specjalnie do przechowywania wszystkich adresów e-mail i połączyć je z właściwą osobą za pomocą unikalnego identyfikatora.

To drugie podejście ilustruje relację „jeden do wielu” - jedna osoba może mieć kilka adresów e-mail. Pomaga utrzymać dane bardziej uporządkowane i dostosowane do zmian. Należy jednak wziąć pod uwagę implikacje wydajności tej konfiguracji. Jeśli chcesz pobrać dane konkretnej osoby wraz z powiązanymi jej adresami e-mail, serwer SQL będzie musiał przeskanować tabelę osób, aby znaleźć prawidłowy rekord, a następnie przejrzeć tabelę adresów e-mail. To skutecznie podwaja czas potrzebny na zapytanie danych, co może wpłynąć na ogólną wydajność systemu.

Złożoność zarządzania danymi w tradycyjnych systemach

Teraz wyobraź sobie zarządzanie złożoną bazą danych zawierającą miliony rekordów. Bezpośrednia zmiana lub modyfikacja tych tabel nie jest możliwa ze względu na rozmiar i objętość. Zamiast tego, aby uwzględnić nowe typy danych, musiałbyś utworzyć nowe tabele i połączyć je za pomocą unikalnych identyfikatorów. Dotyczy to nawet wtedy, gdy związek między danymi jest jeden do jednego.

Załóżmy na przykład, że masz tabelę pracowników, w której przechowywane są imiona i nazwiska. Pojawia się nowy wymóg biznesowy wymagający zapisania daty urodzenia każdego pracownika. Zamiast bezpośrednio dodawać pole „DOB” do istniejącej tabeli, musisz utworzyć nową tabelę „DOB” i połączyć ją z tabelą pracowników za pomocą unikalnego identyfikatora.

W miarę pojawiania się dodatkowych wymagań biznesowych, takich jak przechowywanie numerów prawa jazdy lub dokumentów paszportowych, w końcu tworzysz więcej tabel. To zamienia Twój początkowy pojedynczy stół „osobowy” w sieć czterech połączonych ze sobą stołów. I za każdym razem, gdy musisz pobrać wyczerpujące informacje o osobie, system musiałby przejść przez wszystkie te tabele, co skutkuje procesem czterokrotnie wolniejszym niż pierwotnie. Może to znacząco wpłynąć na wydajność zapytań o dane i ogólną wydajność systemu.

Tradycyjne rozwiązania ITSM i ERP mogą z czasem zwalniać, głównie ze względu na wzrost danych, które obsługują, w połączeniu z liczbą wdrożonych dostosowań. Ta kombinacja może wykładniczo wpływać na wydajność systemu, znacznie spowalniając pobieranie i przetwarzanie danych.

Odkrywanie zalet NoSQL

Z drugiej strony nexoid wykorzystuje technologię NoSQL, która pomimo swojej nazwy nie jest technicznie bazą danych w konwencjonalnym sensie. Jest to raczej system do przechowywania dokumentów. Mogą obsługiwać szybkie aplikacje w czasie rzeczywistym i skalować poziomo, dystrybuując dane na wielu serwerach w miarę wzrostu ilości danych. Dokumenty te są przechowywane w tak zwanych „indeksach”, które można uważać za podobne do folderów na komputerze lub tabel w tradycyjnej bazie danych. Każdy rekord danych jest przechowywany jako pojedynczy plik.

Dane w tych plikach są przechowywane w formacie znanym jako JSON, bardziej kompaktowa alternatywa dla XML. Jeśli ich nie znasz, możesz myśleć o nich jako o dokumentach tekstowych. W pewnym sensie każdy rekord danych otrzymuje swój własny unikalny dokument.

Dane są przechowywane w tych dokumentach jako „obiekty”. Na przykład obiekt podstawowy może zawierać proste informacje, takie jak imię i nazwisko osoby. W ramach tego podstawowego obiektu możesz mieć inny obiekt o nazwie „adresy e-mail”, który sam może zawierać kilka adresów e-mail. Kluczową zaletą jest to, że wszystkie istotne dane są przechowywane w jednym pliku, co pozwala na pojedynczą operację pobierania.

Kolejną istotną zaletą NoSQL jest jego elastyczność. W przeciwieństwie do ustrukturyzowanej bazy danych SQL, struktury danych w systemie NoSQL nie muszą być jednolite. Możesz nawet mieć różne struktury danych w tym samym indeksie..

Co więcej, systemy NoSQL są nie tylko bardziej wydajne z punktu widzenia zapytań, ale także oferują większą wydajność pod względem przechowywania. Tradycyjne bazy danych SQL zwykle wymagają, aby wszystkie tabele były hostowane na tym samym serwerze, aby umożliwić filtrowane zapytania w wielu tabelach. Natomiast systemy NoSQL mogą dystrybuować „rekordy” lub pliki na wielu serwerach bez żadnych kar za wydajność, nawet w przypadku dużych zbiorów danych. Ten aspekt skalowalności daje NoSQL znaczną przewagę przy obsłudze ogromnych ilości danych.