NoSQL Datenbanken EIN ÜBERBLICK ÜBER NICHT-RELATIONALE DATENBANKEN UND DEREN POTENTIALE IM ALLGEMEINEN UND IN DER INDUSTRIE

Transkript

1 NoSQL Datenbanken EIN ÜBERBLICK ÜBER NICHT-RELATIONALE DATENBANKEN UND DEREN POTENTIALE IM ALLGEMEINEN UND IN DER INDUSTRIE

2 Was bedeutet NoSQL? Ein Sammelbegriff für alternative Datenbanklösungen, die das relationale Schema nicht implementieren. Erstmals 2009 erwähnt Keine eindeutige Definition

3 Warum NoSQL Verteilte Systeme Object-Relational Impedance Mismatch

4 Verteilte Systeme Zunehmender Einsatz von verteilten Datenbanken aus Gründen der Verfügbarkeit, Ausfallsicherheit und aufgrund von erhöhtem Speicherbedarf Fragmentierung und Replikation

5 Verteilte Systeme Relationale Datenbanken sind nicht für den Betrieb auf verteilten Systemen konzipiert Probleme von RDBMS beim Betrieb auf Clustern: SQL Abfragen sind nur eingeschränkt möglich Erhöhung der Komplexität im Application Layer Erhöhte Komplexität in der Bedienung und Verwaltung Verlust der Transaktionsfähigkeit

6 Object-Relational Impedance Mismatch Diskrepanz zwischen der Form, in der Daten gespeichert werden und der Form, in der sie bereitgestellt werden müssen

7 Object-Relational Impedance Mismatch

8 NoSQL Lösungen Grobeinteilung in vier Kategorien: Key-Value Stores Document Stores Wide Column Stores Graph Datenbaken

9 Key-Value Stores Sehr einfache Speicherung von Daten in Schlüssel-Wert Paaren Keine Beschränkung des Datentyps für den Wert Eignen sich für Anwendungen, bei denen keine komplexen Abfragen notwendig sind Ermöglichen sehr schnelle Lese- und Schreibzugriffe

10 Key Value Stores - Beispiel Einkaufswagen & User Accountb Key Value Store Quelle: eigene Darstellung

11 Document Stores Speichern Daten in der Form von XML oder JSON Datei ab Ermöglichen die Speicherung von verschachtelten Strukturen wie etwa Listen oder Objekten Eignen sich gut, um strukturierte Daten bereitzustellen Ungeeignet für komplexere Abfragen, die Daten in einen anderen Kontext stellen Quelle: eigene Darstellung

12 Document Stores - Beispiel Abgeschlossene Bestellungen Document Store Quelle: eigene Darstellung

13 Wide Column Stores Grundidee basiert auf den spaltenorientierten Datenbanken Spaltenorientierte Speicherung bringt Vorteile bei aggregierten Funktionen und der Komprimierung Quelle: eigene Darstellung

14 Wide Column Stores Aufgrund der schlechten Performance von spaltenorientierten Datenbanken bei Schreibzugriffen basieren Wide Column Stores jedoch auf einem komplexeren Datenmodel

15 Wide Column Stores Quelle: eigene Darstellung

16 Wide Column Stores Eignen sich vor allem zur Verarbeitung von sehr großen Datenmengen Für kleinere Datenmengen sind RDBMS besser geeignet

17 Wide Column Stores - Beispiel Analyse & Werbung Wide Column Store Quelle: eigene Darstellung

18 Graph Datenbanken Speicherung von Datenobjekten als Knoten und deren Beziehungen zueinander als Kanten in einem Graphen Sowohl Knoten als auch Kanten besitzen Attribute Fokus liegt auf der Beziehung zwischen den Daten: Intuitiver in der Darstellung von Beziehungen Performanter als vergleichbare Abfragen in einem RDBMS Quelle:

19 Graph Datenbank - Beispiel Empfehlungen Graph Datenbank Quelle: eigene Darstellung

20 Industrie 4.0 Big Data Polyglot Persistence

21 Industrie 4.0 Umfassendere Datenerfassung und Verarbeitung Führt zu Big Data -Anwendungen Big Data große Mengen an unstrukturierten Daten Anwendungen benötigen entsprechende Speicher- und Rechenkapazitäten verteilte Systeme

22 Polyglot Persistence NoSQL Not only SQL Vielfältige Datenhaltung NoSQL Lösungen werden nur in den seltensten Fällen als Ersatz für RDBMS verwendet, sondern eher als Erweiterung Ermöglicht eine genau auf das Unternehmen und den Use Case zugeschnittene Datenspeicherung und Bereitstellung

23 Polyglot Persistence Webshop Einkaufswagen & User Account Abgeschlossene Bestellungen Artikel & Preise Analyse & Werbung Empfehlungen Key Value Store Document Store RDBMS Wide Column Store Graph DB Quelle: eigene Darstellung

24 Polyglot Persistence ABER: Erhöhung der Komplexität Alternative: Cloud Computing Infrastructure as a Service Platform as a Service Software as a Service

25 Danke für ihre Aufmerksamkeit!