HBase против Cassandra: какая из двух баз данных NoSQL лучше?

Выбор лучшей системы управления базами данных является ключом к обеспечению эффективного, оптимизированного процесса разработки приложений и успешного конечного результата. Однако выбрать идеальную систему для проекта не так-то просто, поскольку на каждом шагу всегда нужно учитывать множество деталей. Особенно, когда это влияет на производительность вашего проекта и процесс разработки.

В этой статье мы подробно рассмотрим две такие популярные системы и посмотрим, как они сочетаются друг с другом: HBase и Cassandra .

Мы будем изучать основы, архитектуру, производительность и многое другое.

• Что такое HBase?
• Что такое Апач Кассандра?
• Сходства между HBase и Cassandra
• HBase против Cassandra : отличительные факторы
• Когда использовать какую базу данных

Начнем сначала с обзоров.

Что такое HBase?

HBase — это распределенная масштабируемая база данных на основе столбцов с динамической диаграммой для структурированных данных. Он обеспечивает эффективное и надежное управление большими наборами данных, распределенными между несколькими серверами.

Архитектура и структура HBase

Это единственная в своем роде база данных, которая работает на нескольких физических серверах одновременно, что обеспечивает бесперебойную работу, даже если серверы не работают вместе. Модель данных HBase использует два основных процесса для обеспечения текущих операций:

A. Региональный сервер . Он может поддерживать различные регионы. Область здесь обозначает массив записей, который соответствует определенному диапазону последовательных RowKey. Каждый RowKey содержит эти элементы:

• Постоянное хранилище — это постоянное хранилище данных в HBase. Файлы используются в хранилище HDFS в формате HFile. RowKey сортирует этот тип данных и делит их на пары, где каждая пара соответствует одному HFile.
• MemStore — это буфер записи, в котором сохраняется все, что записывается в HBase. Когда MemStore достигает определенного размера, данные записываются в новый HFile.
• BlockCache — это кеш чтения, который позволяет вам экономить время на часто читаемых данных.
• WAL — когда данные записываются в memstore, всегда существует риск их потери. WAL (Write Ahead Log) сохраняет все операции до их выполнения. Таким образом, данные можно будет восстановить, если что-то случится.

B. Главный сервер — это основной сервер Apahe HBase. Он управляет распределением регионов по Region Server, отслеживает регионы, управляет выполнением текущих задач и выполняет ряд других необходимых задач.

Для координации действий между сервисами используется Apache ZooKeeper — сервис для настройки и управления синхронизацией сервисов.

Что такое Апач Кассандра?

Cassandra относится к классу NoSQL-систем и предназначена для создания надежных, масштабируемых хранилищ массивов данных, представленных в виде хэшей. Он работает с пространством ключей, что соответствует концепции схемы базы данных в реляционной модели. Также может быть несколько семейств столбцов, связанных с концепцией реляционной таблицы.

Чтобы узнать больше о лучших базах данных и о том, насколько они популярны среди веб-разработчиков, вы также можете проверить здесь .

Архитектура Apache Кассандра

Идея архитектуры Cassandra состоит в том, чтобы иметь распределенную систему P2P, состоящую из кластера узлов, в котором узел может принимать запросы на чтение или запись. Каждый узел в кластере передает информацию о состоянии о себе и других узлах через протокол связи P2P. Вместе это составляет основу моделирования и анализа данных Cassandra .

В основе модели данных Apache Cassandra лежит механизм хранения Log Structured Merge. Он поставляется с такими ключевыми элементами, как:

• Memtable
• Журнал коммитов
• SSTables
• уплотнение

Обзор как системы управления базами данных HBase, так и Cassandra, должно быть, дал вам представление о том, насколько схожими могут быть функции HBase и cassandra.

Сходства между HBase и Cassandra

1. База данных

И HBase, и Cassandra являются базами данных NoSQL с открытым исходным кодом (например, база данных Aerospike ). Оба они могут обрабатывать большие наборы данных и нереляционные данные, включая изображения, аудио, видео и т. д.

2. Масштабируемость

И HBase, и Cassandra обладают высокой линейной масштабируемостью. В соответствии с этой функцией пользователям, которые хотят обрабатывать больше данных, нужно всего лишь увеличить количество узлов в кластере. Это делает их одинаково хорошим выбором для обработки огромных данных.

3. Репликация

В случае с HBase и Cassandra существует защита, которая предотвращает потерю данных даже после сбоя. Это делается через режим репликации. Данные, записанные на одном узле, реплицируются на несколько узлов в кластере. Из-за этого, если узел выходит из строя, для доступа к данным всегда присутствует резервный узел.

4. Кодирование

Обе базы данных ориентированы на столбцы, что реализует аналогичные пути записи. Столбцы в основном являются центральной единицей хранения в базе данных. Пользователи могут добавлять столбцы в соответствии со своими требованиями. Кроме того, правильный путь начинается с регистрации операции записи в файл журнала. В основном это делается для обеспечения долговечности.

Теперь, когда мы рассмотрели, что делает их похожими, давайте переключим внимание на разницу между HBase и Cassandra .

HBase против Cassandra : отличительные факторы

1. Модели данных

В то время как термины обеих баз данных более или менее, между HBase и Cassandra есть некоторые принципиальные различия .

Столбец в Cassandra похож на ячейку HBase. Его семейство столбцов также больше похоже на таблицу HBase. С другой стороны, квалификатор столбца HBase очень похож на суперстолбец Cassandra.

Одной из ключевых характеристик Cassandra является то, что она позволяет первичному ключу иметь несколько столбцов, а HBase поставляется только с ключами строки с одним столбцом и возлагает ответственность за дизайн ключа строки на разработчиков. Кроме того, первичный ключ Cassandra содержит ключ раздела и столбцы кластеризации, в которых ключ раздела может содержать разные столбцы.

2. Архитектура

HBase имеет архитектуру на основе мастера, а Cassandra — без мастера. Это означает, что HBase имеет единую точку отказа, а Cassandra — нет. Клиент HBase связывается напрямую с подчиненным сервером, не обращаясь к главному, что дает время работы после выхода из строя главного.

Более того, в сравнении Cassandra и HBase первая поддерживает как хранение данных, так и управление, а в случае последней архитектура предназначена только для управления данными, а для хранения, управления состоянием сервера и метаданных используются другие системы/технологии. .

3. Производительность — возможность чтения и записи

Когда проводится сравнение между производительностью Apache Cassandra и производительностью Apache HBase , это делается с точки зрения возможностей чтения и записи.

Запись: Пути записи на сервере HBase и Cassandra довольно похожи. Однако есть некоторые отличия, которые делают Cassandra лучше, например, разница в именах для структуры данных и тот факт, что HBase не записывает в журнал, а затем кэширует одновременно.

Чтение: если вы ищете последовательное и быстрое чтение, вам следует использовать HBase. Поскольку он пишет только на один сервер, нет необходимости сравнивать версии данных различных узлов.

Несмотря на то, что Cassandra может обрабатывать более 129 000 операций чтения в секунду, операции чтения являются целевыми и с высокой вероятностью могут оказаться несогласованными.

4. Безопасность

И HBase, и Cassandra предлагают не только контроль доступа ко всей базе данных, но и степень детализации определенного уровня. Cassandra обеспечивает доступ на уровне строк, а HBase делает шаг вперед и предлагает доступ на уровне ячеек. Cassandra устанавливает роли пользователей и их условия, в то время как HBase предлагает обратный ход, в котором администраторы назначают метку видимости для наборов данных, а затем информируют группы пользователей, какие метки они могут просматривать.

5. Инфраструктура

HBase использует инфраструктуру Hadoop, которая состоит из движущихся частей, таких как мастер HBase, Zookeeper, узлы Name и Data.

Cassandra поставляется с несколькими различными операциями и инфраструктурой. Он также использует различные СУБД в дополнение к инфраструктуре. Ряд приложений Cassandra также используют Storm или Hadoop. Кроме того, его инфраструктура основана на структуре с одним узлом.

6. Поддержка

Сравнение поддержки Cassandra и HBase выглядит следующим образом: HBase не поддерживает упорядоченное разбиение, а Cassandra поддерживает. Упорядоченное разбиение приводит к тому, что размер строки в Cassandra составляет 10 мегабайт.

7. Узлы

В случае Cassandra пользователи должны идентифицировать узлы как исходные узлы. Они служат точками для межкластерных коммуникаций. В случае с HBase есть несколько мастер-нод. Они контролируют и координируют действия региональных серверов.

8. Межузловая связь

И HBase, и Cassandra имеют межузловую связь. В то время как Cassandra использует протокол Gossip, HBase использует протокол Zookeeper, где один узел действует как босс, а другие узлы получают необходимые данные.

9. Транзакции

Когда дело доходит до сравнения HBase и Cassandra с точки зрения транзакций, у Cassandra есть функция облегченных транзакций. Здесь используются такие механизмы, как изоляция записи на уровне строк и сравнение и установка. Хотя, с другой стороны, HBase работает с двумя разными механизмами, известными как Check and Put и Read Check Delete.

10. Документация

Документация Cassandra намного лучше, чем документация HBase. Из-за этого работать и изучать Cassandra также становится проще.

11. Язык запросов

Обе оболочки HBase и Cassandra основаны на оболочке JRuby. Язык запросов Cassandra очень специфичен. Это CQL (который моделируется в линейке SQL). По сравнению с языком запросов HBase функции и возможности CQL намного богаче.

Различия между HBase и Cassandra показывают, что нет конкретного ответа на вопрос, какая база данных лучше из двух. Все сводится к тому, когда что использовать.

Когда использовать какую базу данных

Сценарии использования Cassandra и HBase можно различать по типу приложения, в котором они используются, и ожидаемому результату компании-разработчика приложений .

Используйте HBase , если вам нужна согласованность при крупномасштабном чтении и если вы работаете с большим количеством пакетной обработки, а MapReduce имеет прямое отношение к HDFS.

Варианты использования HBase включают онлайн-аналитику журналов, приложения с большим объемом записи и приложения, которым требуется большой объем, например публикации в Facebook, твиты и т. д. Кроме того, существует большой набор вариантов использования, связанных с интеграцией Cassandra Hadoop .

Используйте Cassandra , если требуется высокая доступность крупномасштабных операций чтения. Кроме того, поскольку для этого требуется очень минимальная настройка с меньшими административными издержками, намного проще начать процесс. Он также предлагает большую гибкость в компромиссах теоремы CAP.

Некоторые примеры того , для чего используется Cassandra , можно увидеть в разработке систем обмена сообщениями, веб-сайтов электронной коммерции и данных датчиков в реальном времени.

Короче говоря, используйте модель данных и реализации HBase, когда вам нужно анализировать большие данные или выполнять агрегирование. Используйте Cassandra, если вам нужно сделать акцент на интерактивных данных и обработке транзакций в реальном времени.