NoSQL HANSER. Einstieg in die Web 2.0 Datenbanken. Stefan Edlich Achim Friedland Jens Hampe Benjamin Brauer Markus Brückner

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1 Stefan Edlich Achim Friedland Jens Hampe Benjamin Brauer Markus Brückner NoSQL Einstieg in die Web 2.0 Datenbanken 2., akutalisierte und erweiterte Auflage HANSER

2 Geleitwort Vorwort Vorwort zur 2. Auflage XIII XV XVII 1 Einführung Historie Definition und Diskussion Kategorisierung von NoSQL-Systemen : Key/Value-Systeme Column-Family-Systeme Document Stores Graphdatenbanken Fazit.' 9 2 NoSQL - Theoretische Grundlagen Map/Reduce Funktionale Ursprünge Phasen und Datenfluss Komponenten und Architektur Anwendungsbereiche und Implementierungen Praktisches Beispiel Zusammenfassung CAP und Eventually Consistent Konsistenzmodell relationaler Datenbanken CAP-Theorem Alternatives Konsistenzmodell: BASE Consistent-Hashing Multiversion Concurrency Control VectorClocks Paxos REST Web-scale? 51

3 2.7.2 Bausteine Entwurf von REST-Applikationen Skalierung von REST-Systemen Fazit 61 3 Wide Column Stores HBase Überblick Allgemeines Datenmodell Installation CRUD-Operationen Fortgeschrittene Abfragen mit Map/Reduce Skalierung und Konfiguration Replikation Bewertung Cassandra Allgemeines._ Installation 1? Datenmodell CRUD-Operationen Abfragen in Cassandra Replikation und Skalierung Bewertung Amazon SimpleDB Allgemeines Datenmodell Datensicherheit und Datenschutz Installation CRUD-Operationen Zugriff mit dem AWS Toolkit für Eclipse Hl Replikation und Skalierung Bewertung Document Stores CouchDB : Überblick Beschreibung Datenmodell View-Modell Zugriffskontrolle Installation 121

4 4.1.7 CRUD-Operationen Erstellen von Views Replikation Skalierung CouchApps Bewertung MongoDB Überblick Datenmodell Installation CRUD-Operationen Fortgeschrittene Abfragen und Map/Reduce Skalierung Replikation Bewertung Key/Value-Datenbanken Redis ' Überblick.'...-f Allgemeines Installation CRUD-Operationen 154! Redis Hashes Redis Messaging Zugriff aus anderen Programmiersprachen Replikation und Konfiguration Skalierung Bewertung Chordless Überblick Allgemeines Installation CRUD-Operationen Fortgeschrittene Abfragen Skalierung, Replikation und Konfiguration Bewertung Riak Überblick Allgemeines Installation CRUD-Operationen Zugriff aus anderen Programmiersprachen 184

5 5.3.6 Abfragen und Links in Riak Riak Search 18o Skalierung, Replikation und Konfiguration Bewertung loi 5.4 Membase ; ip Überblick io Allgemeines 1^ Installation ip Architektur und Konzepte Das Memcached-Protokoll Zugriff aus anderen Programmiersprachen Skalierung und Replikation DerMoxi Die TAP-Schnittstelle Bewertung Graphdatenbanken Mathematische und technische Grundlagen Das allgemeine Graphenmodell.^ Das Property-Graph-Modell Relationen höherer Ordnung Repräsentation von Graphen Traversierung von Graphen Indizierung von Graphdaten Skalierung mittels Replikation und Partitionierung Graph Query Languages Vergleich mit anderen Datenmodellen Zusammenfassung Der Tinkerpop Graph Processing Stack Blueprints Blueprints.NET Frames Pipes und Pipes.NET Gremiin Pacer Rexster AUegroGraph Datenmodell Installation CRUD-Operationen mit Java RDF-Reasoning und Konsistenzkriterien Bewertung 259

6 6.4 DEX Beschreibung Datenmodell Installation CRUD-Operationen Graphoperationen DEX-Skripting DEX-Shell Bewertung, HyperGraphDB Datenmodell Installation CRUD-Operationen Graphoperationen Peer-To-Peer-Framework Bewertung InflniteGraph Beschreibung Datenmodell :...^ Installation CRUD-Operationen Graphoperationen Bewertung InfoGrid Beschreibung Datenmodell Installation CRUD-Operationen Models Bewertung Neo4j Installation CRUD-Operationen mit der Java-API CRUD-Operationen mit JRuby HTTP/REST-Schnittstelle Cypher Replikation und Skalierung Bewertung sonesgraphdb Datenmodell Installation CRUD-Operationen Bewertung 308

7 6.10 Weitere graphorientierte Ansätze Twitters FlockDB Google Pregel Apache Hama Microsoft Trinity Die VertexDB-Familie Filament OrientDB Überblick Allgemeines Datenmodell Struktur der Datenablage Datenbanksicherheit Installation CRUD-Operationen DocumentDB CRUD-Operationen ObjectDB CRUD-Operationen GraphDB Datenbankschemata 1Z Transaktionen HTTP-REST-Schnittstelle ' Replizierung Hosting über NuvolaBase Bewertung Weitere NoSQL-Datenbanken Wide Column Stores Hypertable Cloudera Document Stores Key/Value/Tupel-Stores... : Amazon Dynamo Dynomite und KAI ; Voldemort Scalaris Die Tokyo-Produktfamilie Weitere Key/Value-Systeme Google App Engine Storage Weitere,Soft'-NoSQL-Lösungen 368

8 9 Orientierung im Datenbankraum Grundlegende Gedanken Datenanalyse Transaktionsmodell Performancesapekte Abfrageanforderungen Architektur Weitere nicht-funktionale Anforderungen Anwendungsfälle für NoSQL-Datenbanken : Fazit 382 Register 385

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