HBaseとCassandra：2つのNoSQLデータベースのどちらが優れていますか？

公開: 2020-01-20

最適なデータベース管理システムを選択することは、効果的で合理化されたアプリ開発プロセスと成功する最終結果を確実にするための鍵です。 ただし、プロジェクトに理想的なシステムを選択することは非常に簡単ではありません。これは、あらゆる場面で考慮すべき詳細が常に存在するためです。 特に、プロジェクトのパフォーマンスと開発プロセスに影響を与える場合。

この記事では、このような2つの人気のあるシステムを詳しく調べ、それらが互いにどのようにスタックするかを調べます。HBaseとCassandraです。

とりわけ、基本事項、アーキテクチャ、パフォーマンスを調査します。

  • HBaseとは何ですか？
  • Apache Cassandraとは何ですか？
  • HBaseとCassandraの類似点
  • HBaseとCassandra ：差別化要因
  • どのデータベースをいつ使用するか

まず、概要から始めましょう。

HBaseとは何ですか？

HBaseは、構造化データの動的な図を備えた、分散型のスケーラブルな列ベースのデータベースです。 複数のサーバーに分散されている大規模なデータセットの効率的で信頼性の高い管理を可能にします。

HBaseのアーキテクチャと構造

HBase Architecture & Structure

これは、複数の物理サーバーで同時に動作する一種のデータベースであり、サーバーが一緒に動作していなくてもスムーズな動作を保証します。 HBaseデータモデルは、継続的な運用を保証するために2つの主要なプロセスを使用します。

A.リージョンサーバー–さまざまなリージョンをサポートできます。 ここでの領域は、連続するRowKeyの特定の範囲に対応するレコード配列を表します。 すべてのRowKeyにはこれらの要素が含まれています–

  • 永続ストレージ–HBaseの永続ストレージデータの場所です。 ファイルは、HDFSストレージでHFile形式で使用されます。 RowKeyは、このデータ型を並べ替えてペアに分割し、各ペアを1つのHFileに揃えます。
  • MemStore –HBaseに書き込まれたものがすべて格納される書き込みバッファーです。 MemStoreが特定のサイズに達すると、データは新しいHFileに書き込まれます。
  • BlockCache –これは、頻繁に読み取られるデータの時間を節約できる読み取りキャッシュです。
  • WAL –データがmemstoreに書き込まれると、データが失われるリスクが常にあります。 WAL（先行書き込みログ）は、実装前にすべての操作を保存します。 このようにして、何かが起こった場合にデータを回復できます。

B.マスターサーバー– ApaheHBaseのプライマリサーバーです。 リージョンサーバー全体でのリージョンの分散を管理し、リージョンを監視し、進行中のタスクの実行を管理し、その他の一連の必要なタスクを実行します。

サービス間のアクションを調整するために、Apache ZooKeeper（構成およびサービス同期管理用のサービス）を使用します。

Apache Cassandraとは何ですか？

CassandraはNoSQLシステムクラスに属しており、ハッシュとして表されるデータ配列の信頼性が高くスケーラブルなリポジトリを作成するために設計されています。 これは、リレーショナルモデルのデータベーススキームの概念と一致するキースペースで機能します。 リレーショナルテーブルの概念に関連する複数の列ファミリーが存在する場合もあります。

トップデータベースとそれらがWeb開発者の間でどのように人気があるかについて詳しくは、こちらも確認してください。

ApacheCassandraアーキテクチャ

Apache Cassandra Architecture

Cassandraアーキテクチャの背後にある考え方は、ノードが読み取りまたは書き込み要求を受け入れることができるノードクラスターで構成されるP2P分散システムを持つことです。 クラスタ内のすべてのノードは、P2Pゴシップ通信プロトコルを介して自身と他のノードに関する状態情報を通信します。 これは一緒になって、 Cassandraデータのモデリングと分析の基礎を形成します。

Apache Cassandraデータモデルの中心には、ログ構造化マージストレージエンジンがあります。 次のような重要な要素が付属しています。

  • Memtable
  • コミットログ
  • SSTables
  • 圧縮

HBaseデータベース管理システムとCassandraの両方の概要から、 HBaseとcassandraの機能がどれほど似ているかがわかったはずです。

HBaseとCassandraの類似点

The Similarities Between HBase and Cassandra

1.データベース

HBaseとCassandraはどちらもNoSQLオープンソースデータベース（ Aerospikeデータベースなど）です。 どちらも、画像、音声、動画などの大規模なデータセットと非リレーショナルデータを処理できます。

2.スケーラビリティ

HBaseとCassandraはどちらも、高い線形スケーラビリティ機能を備えています。 この機能では、より多くのデータを処理したいユーザーは、クラスター内のノード数を増やすだけで済みます。 これにより、両方とも巨大なデータを処理するための同じように良い選択になります。

3.レプリケーション

HBaseとCassandraの両方の場合、データが失敗した後でもデータが失われるのを防ぐセーフガードがあります。 これは、レプリケーションのモードを介して行われます。 1つのノードに書き込まれたデータは、クラスター内の複数のノードに複製されます。 このため、ノードに障害が発生した場合、データにアクセスするための冗長ノードが常に存在します。

4.コーディング

どちらのデータベースも列指向であり、同様の書き込みパスを実装しています。 列は、主にデータベースの中央のストレージユニットです。 ユーザーは、要件に応じて列を追加できます。 さらに、正しいパスは、ログファイルへの書き込み操作をログに記録することから始まります。 基本的には耐久性を確保するために行われます。

それらが類似している理由を調べたので、HBaseとCassandraの違いに注意を向けましょう。

HBaseとCassandra ：差別化要因

1.データモデル

両方のデータベースの用語は多かれ少なかれありますが、 HBaseとCassandraの間にはいくつかの根本的な違いがあります。

Cassandraの列は、HBaseのセルのようなものです。 その列ファミリーもHBaseテーブルに似ています。 一方、HBase列修飾子は、Cassandraのスーパー列によく似ています。

Cassandraキーの特徴の1つは、主キーが複数の列を持つことのみを許可し、HBaseには1列の行キーしか付属しておらず、開発者に行キーの設計の責任を負わせることです。 また、Cassandraの主キーには、パーティションキーと、パーティションキーに異なる列が含まれる可能性のあるクラスタリング列が含まれます。

2.アーキテクチャ

HBaseにはマスターベースのアーキテクチャがあり、Cassandraにはマスターレスアーキテクチャがあります。 これは、HBaseには単一障害点がありますが、Cassandraにはありません。 HBaseクライアントは、マスターに接続せずにスレーブサーバーと直接通信します。これにより、マスターがダウンした後の作業時間が与えられます。

さらに、 CassandraとHBaseの比較では、前者はデータの保存と管理の両方をサポートしますが、後者の場合、アーキテクチャはデータ管理専用に設計されており、ストレージ、サーバーステータス管理、メタデータは他のシステム/テクノロジーに依存しています。 。

3.パフォーマンス–読み取りおよび書き込み機能

ApacheCassandraのパフォーマンスとApacheHBaseのパフォーマンスを比較すると、読み取りおよび書き込み機能の前面で行われます。

書き込み： HBaseとCassandraのサーバー上の書き込みパスはどちらもかなり似ています。 ただし、データ構造の名前の違いや、HBaseがログに書き込んでから同時にキャッシュしないという事実など、Cassandraをより良くするいくつかの違いがあります。

読み取り：一貫性のある高速な読み取りを探している場合は、HBaseを使用する必要があります。 1台のサーバーにのみ書き込むため、さまざまなノードのデータバージョンを比較する必要はありません。

Cassandraは1秒間に129,000を超える読み取りを処理できますが、読み取りは対象とされており、一貫性がない可能性が高くなります。

4.セキュリティ

HBaseとCassandraはどちらも、データベース全体のアクセス制御だけでなく、一定レベルの粒度も提供します。 Cassandraは行レベルのアクセスを許可し、HBaseは一歩先を進んでセルレベルのアクセスを提供します。 Cassandraはユーザーの役割とその条件を設定しますが、HBaseには、管理者がデータセットに可視性ラベルを割り当ててから、表示できるラベルをユーザーグループに通知するという逆の動きがあります。

5.インフラストラクチャ

HBaseは、HBaseマスター、Zookeeper、Name、Dataノードなどの可動部分で構成されるHadoopインフラストラクチャを利用します。

Cassandraには、いくつかの異なる操作とインフラストラクチャが付属しています。 また、インフラストラクチャに加えて、さまざまなDBMSを使用します。 多くのCassandraアプリもStormまたはHadoopを使用しています。 さらに、そのインフラストラクチャは単一ノードタイプの構造に基づいています。

6.サポート

サポート固有のCassandraとHBaseの比較は次のようになります。HBaseは順序付きパーティション化をサポートしていませんが、Cassandraはサポートしています。 順序付けられたパーティショニングにより、Cassandraの行サイズは数十メガバイトになります。

7.ノード

Cassandraの場合、ユーザーはノードをシードノードとして識別する必要があります。 これらは、クラスター間通信のポイントとして機能します。 HBaseの場合、いくつかのマスターノードがあります。 リージョンサーバーのアクションを監視および調整します。

8.ノード間通信

HBaseとCassandraの両方がノード間通信を行っています。 Cassandraはゴシッププロトコルを使用しますが、HBaseはZookeeperプロトコルを使用します。このプロトコルでは、単一のノードがボスとして機能し、他のノードが必要なデータを取得します。

9.トランザクション

トランザクションに関するHBaseとCassandraの比較に関しては、Cassandraには軽量トランザクションの機能が備わっています。 ここで使用されるメカニズムは、行レベルの書き込み分離と比較および設定です。 一方、HBaseは、CheckとPutおよびRead CheckDeleteと呼ばれる2つの異なるメカニズムで動作します。

10.ドキュメント

Cassandraのドキュメントは、HBaseのドキュメントよりもはるかに優れています。 このため、Cassandraでの作業と学習も簡単になります。

11.クエリ言語

HBaseシェルとCassandraシェルはどちらもJRubyシェルに基づいています。 Cassandraクエリ言語は非常に具体的です。 これはCQL（SQLの行でモデル化されています）です。 HBaseクエリ言語と比較すると、CQLの機能と機能ははるかに豊富です。

HBaseとCassandraの違いは、どちらのデータベースが2つより優れているかについて具体的な答えがないことを示しています。 それはすべて、いつどちらを使用するかということです。

どのデータベースをいつ使用するか

CassandraとHBaseのユースケースは、それらが使用されているアプリケーションタイプと、アプリ開発会社が期待する結果に基づいて区別できます。

大規模な読み取りで一貫性が必要な場合、および大量のバッチ処理を処理し、MapReduceがHDFSと直接関係している場合は、 HBaseを使用します。

HBaseのユースケースは、オンラインログ分析、書き込みの多いアプリケーション、およびFacebookの投稿やツイートなど、大量のアプリを必要とするアプリで構成されています。さらに、 CassandraHadoop統合に関連する多数のユースケースがあります。

大規模な読み取りの高可用性が必要な場合は、 Cassandraを使用してください。 また、必要なセットアップが最小限で、管理オーバーヘッドが少ないため、プロセスを開始するのがはるかに簡単です。また、CAP定理のトレードオフの柔軟性も向上します。

Cassandraが使用されているもののいくつかの例は、メッセージングシステム、eコマースWebサイト、およびリアルタイムセンサーデータの開発で見ることができます。

つまり、ビッグデータを分析する必要がある場合、または集計を実行する必要がある場合は、HBaseデータモデルと実装を使用します。 インタラクティブなデータとリアルタイムのトランザクション処理に重点を置く必要がある場合は、Cassandraを使用してください。