HBase vs Cassandra: أيهما أفضل من قاعدتي بيانات NoSQL؟

يعد اختيار أفضل نظام لإدارة قواعد البيانات هو المفتاح لضمان عملية تطوير تطبيقات فعالة ومبسطة ونتائج نهائية ناجحة. ومع ذلك ، فإن اختيار نظام مثالي لمشروع ما ليس بالأمر السهل حيث يوجد دائمًا عدد من التفاصيل التي يجب مراعاتها في كل منعطف. خاصة عندما تؤثر على أداء مشروعك وعملية التطوير.

في هذه المقالة ، سنلقي نظرة متعمقة على نظامين شائعين من هذا القبيل وننظر في كيفية تكديسهما ضد بعضهما البعض: HBase vs Cassandra .

سنستكشف الأساسيات ، والهندسة المعمارية ، والأداء ، من بين أشياء أخرى.

• ما هو HBase؟
• ما هو اباتشي كاساندرا؟
• أوجه التشابه بين HBase و Cassandra
• HBase vs Cassandra : العوامل المميزة
• متى تستخدم أي قاعدة بيانات

لنبدأ بالنظرات العامة أولاً.

ما هو HBase؟

HBase هي قاعدة بيانات موزعة وقابلة للتطوير وقائمة على الأعمدة مع رسم تخطيطي ديناميكي للبيانات المنظمة. إنه يتيح إدارة فعالة وموثوقة لمجموعات البيانات الكبيرة التي يتم توزيعها بين خوادم متعددة.

العمارة والهيكل HBase

إنها قاعدة بيانات فريدة من نوعها تعمل على خوادم فعلية متعددة في وقت واحد ، مما يضمن التشغيل السلس على الرغم من أن الخوادم لا تعمل معًا. يستخدم نموذج بيانات HBase عمليتين أساسيتين لضمان العمليات المستمرة:

A. خادم المنطقة - يمكنه دعم مناطق مختلفة. تشير المنطقة هنا إلى مجموعة السجلات التي تتوافق مع نطاق معين من RowKey المتتالية. يحتوي كل مفتاح RowKey على هذه العناصر -

• التخزين الدائم - هو موقع بيانات تخزين دائم في HBase. يتم استخدام الملفات في تخزين HDFS بتنسيق HFile. يقوم RowKey بفرز نوع البيانات هذا وتقسيمها إلى أزواج ، حيث يتم محاذاة كل زوج مع HFile واحد.
• MemStore - هو مخزن مؤقت للكتابة يتم فيه تخزين أي شيء مكتوب على HBase. عندما يصل MemStore إلى حجم معين ، تتم كتابة البيانات في ملف HFile جديد.
• BlockCache - هي ذاكرة تخزين مؤقت للقراءة تتيح لك توفير الوقت على البيانات التي تتم قراءتها بشكل متكرر.
• WAL - عند كتابة البيانات في memstore ، هناك دائمًا خطر فقدانها. يحفظ WAL (سجل الكتابة إلى الأمام) جميع العمليات قبل تنفيذها. بهذه الطريقة ، يمكن استعادة البيانات إذا حدث شيء ما.

B. Master Server - هو الخادم الأساسي لـ Apahe HBase. يدير توزيع المناطق عبر خادم المنطقة ، ويراقب المناطق ، ويدير تشغيل المهام الجارية ويؤدي سلسلة من المهام الضرورية الأخرى.

لتنسيق الإجراء بين الخدمات ، فإنه يستخدم Apache ZooKeeper - وهي خدمة لإدارة مزامنة التكوين والخدمة.

ما هو اباتشي كاساندرا؟

تنتمي Cassandra إلى فئة نظام NoSQL وهي مصممة لإنشاء مستودعات موثوقة وقابلة للتطوير لمصفوفات البيانات التي يتم تمثيلها على شكل تجزئة. إنه يعمل مع مساحة المفتاح ، والتي تتوافق مع مفهوم مخطط قاعدة البيانات في النموذج العلائقي. يمكن أن يكون هناك أيضًا مجموعات أعمدة متعددة تتعلق بمفهوم الجدول العلائقي.

لمعرفة المزيد عن أفضل قواعد البيانات ومدى رواجها بين مطوري الويب ، يمكنك أيضًا التحقق من هنا .

أباتشي كاساندرا العمارة

الفكرة وراء بنية Cassandra هي أن يكون لديك نظام P2P موزع يتكون من مجموعة العقد حيث يمكن للعقدة قبول طلبات القراءة أو الكتابة. كل عقدة في الكتلة تنقل معلومات الحالة عن نفسها والعقد الأخرى من خلال بروتوكول اتصال القيل والقال P2P. يشكل هذا معًا أساس نمذجة بيانات كاساندرا وتحليلها .

في وسط نموذج بيانات Apache Cassandra ، يوجد محرك تخزين Log Structured Merge. يأتي مع عناصر أساسية مثل:

• Memtable
• سجل الالتزام
• SSTables
• الضغط

يجب أن تعطيك النظرة العامة لكل من نظام إدارة قاعدة بيانات HBase و Cassandra فكرة عن مدى تشابه ميزات HBase و cassandra.

أوجه التشابه بين HBase و Cassandra

1. قاعدة البيانات

كلا من HBase و Cassandra هما قواعد بيانات مفتوحة المصدر NoSQL (مثل قاعدة بيانات Aerospike ). يمكن لكليهما التعامل مع مجموعات البيانات الكبيرة والبيانات غير العلائقية ، والتي تشمل الصور والصوت ومقاطع الفيديو وما إلى ذلك.

2. قابلية التوسع

يتمتع كل من HBase و Cassandra بميزة قابلية تطوير خطية عالية. ضمن هذه الميزة ، يحتاج المستخدمون الذين يرغبون في معالجة المزيد من البيانات فقط إلى زيادة عدد العقد في المجموعة. هذا يجعل كلاهما خيارًا جيدًا بنفس القدر للتعامل مع البيانات الضخمة.

3. النسخ المتماثل

في حالة كل من HBase و Cassandra ، هناك حماية تمنع فقدان البيانات حتى بعد فشلها. يتم ذلك من خلال طريقة النسخ المتماثل. يتم نسخ البيانات المكتوبة على عقدة واحدة على عقد متعددة في مجموعة. لهذا السبب ، إذا فشلت العقدة ، فإن العقدة الزائدة موجودة دائمًا للوصول إلى البيانات.

4. الترميز

كلا قاعدتي البيانات موجهتان نحو الأعمدة والتي تنفذ مسارات كتابة مماثلة. الأعمدة هي بشكل أساسي وحدة التخزين المركزية في قاعدة البيانات. يمكن للمستخدمين إضافة أعمدة وفقًا لمتطلباتهم. بالإضافة إلى ذلك ، يبدأ المسار الصحيح بتسجيل عملية كتابة إلى ملف السجل. يتم القيام به بشكل أساسي لضمان المتانة.

الآن بعد أن نظرنا إلى ما يجعلها متشابهة ، دعونا نحول انتباهنا إلى الفرق بين HBase و Cassandra .

HBase vs Cassandra : العوامل المميزة

1. نماذج البيانات

في حين أن شروط قاعدتي البيانات أكثر أو أقل ، هناك بعض الاختلافات الجوهرية بين HBase و Cassandra .

العمود في كاساندرا يشبه خلية HBase. تشبه عائلة العمود أيضًا جدول HBase. من ناحية أخرى ، فإن مؤهل عمود HBase يشبه إلى حد كبير عمود كاساندرا الفائق.

تتمثل إحدى خصائص Cassandra الرئيسية في أنها تسمح فقط للمفتاح الأساسي بأن يكون له أعمدة متعددة وأن HBase يأتي فقط مع مفاتيح صف عمود واحد ويضع مسؤولية تصميم مفتاح الصف على عاتق المطورين. أيضًا ، يحتوي المفتاح الأساسي لـ Cassandra على مفتاح القسم وأعمدة التجميع التي قد يحتوي فيها مفتاح القسم على أعمدة مختلفة.

2. العمارة

تتمتع HBase بهندسة معمارية رئيسية بينما تتمتع Cassandra بهندسة معمارية لا تتقن. هذا يعني أن HBase يأتي بنقطة فشل واحدة ، بينما لا تفعل كاساندرا ذلك. يتواصل عميل HBase مباشرة مع الخادم التابع دون الاتصال بالسيد ، وهذا يعطي وقت عمل بمجرد تعطل السيد.

علاوة على ذلك ، في مقارنة Cassandra و HBase ، يدعم الأول كلاً من تخزين البيانات وإدارتها ، بينما في حالة الأخير ، تم تصميم البنية فقط لإدارة البيانات بينما تعتمد على أنظمة / تقنيات أخرى للتخزين وإدارة حالة الخادم والبيانات الوصفية .

3. الأداء - قراءة وكتابة القدرة

عندما يتم رسم المقارنة بين أداء Apache Cassandra وأداء Apache HBase ، يتم إجراء ذلك في مقدمة إمكانية القراءة والكتابة.

الكتابة: كل من مسارات الكتابة على الخادم HBase و Cassandra متشابهة إلى حد ما. هناك بعض الاختلافات التي تجعل Cassandra أفضل ، مثل الاختلاف في أسماء بنية البيانات وحقيقة أن HBase لا يكتب للتسجيل ثم يخزن مؤقتًا في وقت واحد.

قراءة: إذا كنت تبحث عن قراءات متسقة وسريعة ، فيجب عليك استخدام HBase. نظرًا لأنه يكتب على خادم واحد فقط ، فلا داعي أبدًا للمقارنة بين إصدارات بيانات العقد المختلفة.

على الرغم من أن Cassandra يمكنها التعامل مع أكثر من 129000 قراءة في ثانية واحدة ، إلا أن القراءات مستهدفة وهناك احتمال كبير بأن تكون غير متسقة.

4. الأمن

لا يوفر كل من HBase و Cassandra التحكم في الوصول على مستوى قاعدة البيانات فحسب ، بل يوفران أيضًا مستوى معينًا من الدقة. تسمح Cassandra بالوصول على مستوى الصف بينما يمضي HBase خطوة للأمام ويوفر وصولاً على مستوى الخلية. تحدد Cassandra أدوار المستخدمين وحالتهم ، بينما تأتي HBase بحركة عكسية يقوم فيها المسؤولون بتعيين تسمية رؤية لمجموعات البيانات ثم يُعلمون مجموعات المستخدمين بالتسميات التي يمكنهم عرضها.

5. البنية التحتية

يستخدم HBase البنية التحتية Hadoop التي تتكون من أجزاء متحركة مثل HBase master و Zookeeper و Name و Data nodes.

تأتي كاساندرا مع العديد من العمليات والبنية التحتية المختلفة. كما أنه يستخدم نظم إدارة قواعد بيانات مختلفة بالإضافة إلى البنية التحتية. يستخدم عدد من تطبيقات Cassandra أيضًا Storm أو Hadoop. بالإضافة إلى ذلك ، تستند بنيتها التحتية على بنية نوع عقدة واحدة.

6. الدعم

تبدو المقارنة الخاصة بالدعم بين Cassandra و HBase كما يلي - لا تدعم HBase التقسيم المطلوب ، بينما تدعم Cassandra ذلك. يؤدي التقسيم المطلوب إلى جعل حجم الصف في Cassandra يصل إلى 10 ميغا بايت.

7. العقد

في حالة Cassandra ، يتعين على المستخدمين تحديد العقد كعقد أولية. هذه بمثابة نقاط للاتصالات بين المجموعات. في حالة HBase ، هناك عدة عقد رئيسية. يقومون بمراقبة وتنسيق أعمال خوادم المنطقة.

8. الاتصال الداخلي

لدى كل من HBase و Cassandra اتصال داخلي. بينما تستخدم Cassandra بروتوكول Gossip ، تستخدم HBase بروتوكول Zookeeper حيث تعمل عقدة واحدة كرئيس من خلال العقد الأخرى تحصل على البيانات الضرورية.

9. المعاملات

عندما يتعلق الأمر بمقارنة HBase و Cassandra من حيث المعاملات ، فإن Cassandra تأتي مع ميزة المعاملات الخفيفة. الآليات المستخدمة هنا هي عزل الكتابة على مستوى الصف والمقارنة والتعيين. بينما ، من ناحية أخرى ، يعمل HBase مع آليتين مختلفتين تعرفان باسم Check and Put و Read Check Delete.

10. التوثيق

توثيق كاساندرا أفضل بكثير من توثيق HBase. لهذا السبب ، يصبح العمل على كاساندرا وتعلمها أسهل أيضًا.

11. لغة الاستعلام

يعتمد كل من قشرة HBase و Cassandra على غلاف JRuby. لغة استعلام Cassandra ، محددة جدًا. إنها CQL (التي تم نمذجتها في سطر SQL). بالمقارنة مع لغة استعلام HBase ، فإن وظائف وخصائص CQL أكثر ثراءً.

تظهر الاختلافات بين HBase و Cassandra أنه لا توجد إجابة محددة لأي قاعدة بيانات أفضل من الاثنين. كل ذلك يتلخص في وقت استخدام أي منها.

متى تستخدم أي قاعدة بيانات

يمكن التمييز بين حالات استخدام Cassandra و HBase على أساس نوع التطبيق المستخدم فيهما وتوقع النتائج لدى شركة تطوير التطبيق .

استخدم HBase إذا كنت بحاجة إلى الاتساق في القراءات الكبيرة وإذا كنت تعمل مع الكثير من معالجة الدُفعات و MapReduce لها علاقة مباشرة بـ HDFS.

تتكون حالات استخدام HBase من تحليلات السجل عبر الإنترنت ، والتطبيقات كثيفة الكتابة ، والتطبيقات التي تحتاج إلى حجم كبير ، مثل منشورات Facebook ، والتغريدات ، وما إلى ذلك ، بالإضافة إلى ذلك ، هناك مجموعة كبيرة من حالات الاستخدام المتعلقة بتكامل Cassandra Hadoop .

استخدم Cassandra إذا كانت هناك حاجة إلى توفر كبير لقراءات واسعة النطاق. أيضًا ، نظرًا لأنه يتطلب حدًا أدنى من الإعداد مع تكاليف إدارية أقل ، فمن الأسهل بكثير بدء العملية فيه. كما أنه يوفر مرونة أكبر في مقايضات نظرية CAP.

يمكن رؤية بعض الأمثلة لما تستخدمه Cassandra في تطوير أنظمة المراسلة ومواقع التجارة الإلكترونية وبيانات الاستشعار في الوقت الفعلي.

باختصار ، استخدم نموذج بيانات HBase وعمليات التنفيذ عندما يتعين عليك تحليل البيانات الضخمة أو يتعين عليك إجراء التجميعات. استخدم Cassandra إذا كان عليك التركيز على البيانات التفاعلية ومعالجة المعاملات في الوقت الفعلي.