HBase vs Cassandra: ฐานข้อมูล NoSQL สองตัวไหนดีกว่ากัน?

เผยแพร่แล้ว: 2020-01-20

การเลือกระบบการจัดการฐานข้อมูลที่ดีที่สุดคือกุญแจสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่า กระบวนการพัฒนาแอป มีประสิทธิผล คล่องตัว และผลลัพธ์สุดท้ายที่ประสบความสำเร็จ อย่างไรก็ตาม การเลือกระบบในอุดมคติสำหรับโครงการนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย เนื่องจากมีรายละเอียดมากมายที่ต้องพิจารณาทุกครั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมันส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของโครงการและกระบวนการพัฒนาของคุณ

ในบทความนี้ เราจะเจาะลึกถึงระบบยอดนิยมสองระบบดังกล่าว และดูว่ามันซ้อนกันอย่างไร: HBase vs Cassandra

เราจะสำรวจสิ่งจำเป็น สถาปัตยกรรม ประสิทธิภาพการทำงาน และอื่นๆ

  • HBase คืออะไร?
  • Apache Cassandra คืออะไร?
  • ความคล้ายคลึงกันระหว่าง HBase และ Cassandra
  • HBase vs Cassandra : ปัจจัยสร้างความแตกต่าง
  • เมื่อใดควรใช้ฐานข้อมูลใด

มาเริ่มกันที่ภาพรวมกันก่อน

HBase คืออะไร?

HBase เป็นฐานข้อมูลแบบคอลัมน์แบบกระจาย ปรับขนาดได้ พร้อมไดอะแกรมไดนามิกสำหรับข้อมูลที่มีโครงสร้าง ช่วยให้สามารถจัดการชุดข้อมูลขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ ซึ่งกระจายไปยังเซิร์ฟเวอร์หลายเครื่อง

สถาปัตยกรรมและโครงสร้าง HBase

HBase Architecture & Structure

เป็นฐานข้อมูลชนิดหนึ่งที่ทำงานบนเซิร์ฟเวอร์จริงหลายเครื่องพร้อมกัน ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าการทำงานจะราบรื่นแม้ว่าเซิร์ฟเวอร์จะไม่ได้ทำงานร่วมกัน โมเดลข้อมูล HBase ใช้กระบวนการหลักสองขั้นตอนเพื่อให้แน่ใจว่ามีการดำเนินการอย่างต่อเนื่อง:

A. เซิร์ฟเวอร์ภูมิภาค – สามารถรองรับภูมิภาคต่างๆ ภูมิภาคที่นี่หมายถึงอาร์เรย์บันทึกที่สอดคล้องกับช่วงเฉพาะของ RowKey ที่ต่อเนื่องกัน RowKey ทุกอันมีองค์ประกอบเหล่านี้ -

  • Persistent Storage – เป็นตำแหน่งจัดเก็บข้อมูลถาวรใน HBase ไฟล์ถูกใช้ในที่เก็บข้อมูล HDFS ในรูปแบบ HFile RowKey จะจัดเรียงข้อมูลประเภทนี้และแบ่งเป็นคู่ โดยที่แต่ละคู่จะสอดคล้องกับ HFile หนึ่งรายการ
  • MemStore - เป็นบัฟเฟอร์การเขียนซึ่งทุกสิ่งที่เขียนไปยัง HBase จะถูกเก็บไว้ เมื่อ MemStore ถึงขนาดที่กำหนด ข้อมูลจะถูกเขียนใน HFile ใหม่
  • BlockCache – เป็นแคชสำหรับอ่านซึ่งช่วยให้คุณประหยัดเวลาในข้อมูลที่อ่านบ่อย
  • WAL – เมื่อข้อมูลถูกเขียนลงใน memstore มีความเสี่ยงที่จะสูญเสียข้อมูลนั้นเสมอ WAL (Write Ahead Log) บันทึกการดำเนินการทั้งหมดก่อนที่จะนำไปปฏิบัติ ด้วยวิธีนี้ ข้อมูลสามารถกู้คืนได้หากมีสิ่งใดเกิดขึ้น

B. เซิร์ฟเวอร์หลัก – เป็นเซิร์ฟเวอร์หลักของ Apahe HBase มันจัดการการกระจายภูมิภาคทั่วเซิร์ฟเวอร์ภูมิภาค ตรวจสอบภูมิภาค จัดการงานที่กำลังดำเนินอยู่ และดำเนินการชุดของงานที่จำเป็นอื่นๆ

ในการประสานงานการดำเนินการระหว่างบริการต่างๆ จะใช้ Apache ZooKeeper ซึ่งเป็นบริการสำหรับการกำหนดค่าและการจัดการการซิงค์บริการ

Apache Cassandra คืออะไร?

คาสซานดรา อยู่ในคลาสระบบ NoSQL และได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างที่เก็บข้อมูลอาร์เรย์ข้อมูลที่เชื่อถือได้และปรับขนาดได้ซึ่งแสดงเป็นแฮช ทำงานกับคีย์สเปซซึ่งสอดคล้องกับแนวคิดของโครงร่างฐานข้อมูลในรูปแบบเชิงสัมพันธ์ นอกจากนี้ยังสามารถมีกลุ่มคอลัมน์หลายกลุ่มที่เกี่ยวข้องกับแนวคิดของตารางเชิงสัมพันธ์

หากต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับฐานข้อมูลชั้นนำและความนิยมในหมู่นักพัฒนาเว็บ คุณสามารถ ตรวจสอบได้ที่นี่

สถาปัตยกรรม Apache Cassandra

Apache Cassandra Architecture

แนวคิดเบื้องหลังสถาปัตยกรรม Cassandra คือการมีระบบกระจาย P2P ซึ่งทำจากคลัสเตอร์โหนด ซึ่งโหนดสามารถรับคำขออ่านหรือเขียนได้ ทุกโหนดในคลัสเตอร์สื่อสารข้อมูลสถานะเกี่ยวกับตัวเองและโหนดอื่นๆ ผ่านโปรโตคอลการสื่อสารซุบซิบ P2P ซึ่งรวมกันเป็นพื้นฐานของ การสร้างแบบจำลองและการวิเคราะห์ข้อมูล ของ Cassandra

ที่ศูนย์กลางของ โมเดลข้อมูล Apache Cassandra มีเอ็นจิ้นการจัดเก็บ Log Structured Merge มาพร้อมกับองค์ประกอบหลักเช่น:

  • เมมเทเบิล
  • บันทึกการกระทำ
  • SSTables
  • การบดอัด

ภาพรวมของทั้ง ระบบจัดการฐานข้อมูล HBase และ Cassandra จะต้องให้แนวคิดแก่คุณว่าคุณลักษณะของ HBase และ Cassandra มีความคล้ายคลึงกันเพียงใด

ความคล้ายคลึงกันระหว่าง HBase และ Cassandra

The Similarities Between HBase and Cassandra

1. ฐานข้อมูล

ทั้ง HBase และ Cassandra เป็นฐานข้อมูลโอเพ่นซอร์ส NoSQL (เช่น ฐานข้อมูล Aerospike ) ทั้งคู่สามารถจัดการชุดข้อมูลขนาดใหญ่และข้อมูลที่ไม่สัมพันธ์กันได้ ซึ่งรวมถึงรูปภาพ เสียง วิดีโอ ฯลฯ

2. ความสามารถในการปรับขนาด

ทั้ง HBase และ Cassandra มีคุณสมบัติในการปรับขยายเชิงเส้นสูง ภายใต้คุณลักษณะนี้ ผู้ใช้ที่ต้องการจัดการข้อมูลเพิ่มเติมเพียงต้องเพิ่มจำนวนโหนดในคลัสเตอร์ สิ่งนี้ทำให้พวกเขาทั้งสองมีตัวเลือกที่ดีเท่าเทียมกันในการจัดการข้อมูลขนาดใหญ่

3. การจำลองแบบ

ในกรณีของทั้ง HBase และ Cassandra มีการป้องกันที่ป้องกันการสูญหายของข้อมูลแม้ว่าจะล้มเหลวก็ตาม ทำได้โดยใช้โหมดการจำลองแบบ ข้อมูลที่เขียนบนโหนดเดียวจะถูกจำลองบนหลายโหนดในคลัสเตอร์ ด้วยเหตุนี้ หากโหนดล้มเหลว โหนดที่ซ้ำซ้อนจะปรากฏเสมอสำหรับการเข้าถึงข้อมูล

4. การเข้ารหัส

ฐานข้อมูลทั้งสองเป็นแบบคอลัมน์ซึ่งใช้เส้นทางการเขียนที่คล้ายกัน คอลัมน์ส่วนใหญ่เป็นหน่วยเก็บข้อมูลกลางในฐานข้อมูล ผู้ใช้สามารถเพิ่มคอลัมน์ได้ตามความต้องการ นอกจากนี้ เส้นทางที่ถูกต้องเริ่มต้นด้วยการบันทึกการดำเนินการเขียนไปยังไฟล์บันทึก โดยทั่วไปจะทำเพื่อความทนทาน

ตอนนี้เราได้พิจารณาถึงสิ่งที่ทำให้คล้ายกันแล้ว ให้เราเปลี่ยนความสนใจไปที่ความ แตกต่างระหว่าง HBase และ Cassandra

HBase vs Cassandra : ปัจจัยสร้างความแตกต่าง

1. โมเดลข้อมูล

แม้ว่าเงื่อนไขของฐานข้อมูลทั้งสองจะมากหรือน้อย แต่ก็มีความแตกต่างพื้นฐานบางอย่าง ระหว่าง HBase และ Cassandra

คอลัมน์ใน Cassandra เหมือนกับเซลล์ของ HBase ตระกูลคอลัมน์ของมันก็เหมือนกับตาราง HBase มากกว่า ในทางกลับกัน ตัวระบุคอลัมน์ HBase นั้นเหมือนกับคอลัมน์ super ของ Cassandra มาก

คุณลักษณะหนึ่งของ คีย์ Cassandra คืออนุญาตให้คีย์หลักมีหลายคอลัมน์เท่านั้น และ HBase มาพร้อมกับคีย์แถว 1 คอลัมน์เท่านั้น และมอบความรับผิดชอบในการออกแบบคีย์แถวให้กับนักพัฒนา นอกจากนี้ คีย์หลักของ Cassandra ยังมีคีย์ของพาร์ติชันและคอลัมน์การจัดกลุ่มซึ่งคีย์ของพาร์ติชันอาจมีคอลัมน์ต่างกัน

2. สถาปัตยกรรม

HBase มีสถาปัตยกรรมแบบมาสเตอร์ในขณะที่ Cassandra มีสถาปัตยกรรมแบบมาสเตอร์ หมายความว่า HBase มาพร้อมกับจุดล้มเหลวเพียงจุดเดียว ในขณะที่ Cassandra ไม่มี ไคลเอ็นต์ HBase สื่อสารโดยตรงกับเซิร์ฟเวอร์ทาสโดยไม่ต้องติดต่อกับต้นแบบ ซึ่งจะทำให้มีเวลาทำงานเมื่อต้นแบบไม่ทำงาน

นอกจากนี้ ในการ เปรียบเทียบ Cassandra และ HBase รุ่นก่อนรองรับทั้งการจัดเก็บข้อมูลและการจัดการ ในขณะที่ในกรณีหลัง สถาปัตยกรรมได้รับการออกแบบสำหรับการจัดการข้อมูลเท่านั้น ในขณะที่อาศัยระบบ/เทคโนโลยีอื่นๆ สำหรับการจัดเก็บ การจัดการสถานะเซิร์ฟเวอร์ และข้อมูลเมตา .

3. ประสิทธิภาพ – ความสามารถในการอ่านและเขียน

เมื่อเปรียบเทียบระหว่าง ประสิทธิภาพ Apache Cassandra กับ ประสิทธิภาพ Apache HBase จะทำที่ด้านหน้าของความสามารถในการอ่านและเขียน

เขียน: ทั้งเส้นทางการเขียนบนเซิร์ฟเวอร์ของ HBase และ Cassandra ค่อนข้างเหมือนกัน มีความแตกต่างบางอย่างซึ่งทำให้ Cassandra ดีขึ้น เช่น ความแตกต่างในชื่อสำหรับโครงสร้างข้อมูลและข้อเท็จจริงที่ว่า HBase ไม่เขียนบันทึกและแคชพร้อมกัน

อ่าน: หากคุณกำลังมองหาการอ่านที่รวดเร็วและสม่ำเสมอ คุณควรเลือกใช้ HBase เนื่องจากมันเขียนบนเซิร์ฟเวอร์เดียวเท่านั้น จึงไม่จำเป็นต้องเปรียบเทียบระหว่างเวอร์ชันข้อมูลของโหนดต่างๆ

แม้ว่าคาสซานดราสามารถจัดการการอ่านมากกว่า 129,000 ครั้งในหนึ่งวินาที การอ่านนั้นมีเป้าหมายและมีโอกาสสูงที่การอ่านจะไม่สอดคล้องกัน

4. ความปลอดภัย

ทั้ง HBase และ Cassandra ไม่เพียงแต่ให้การควบคุมการเข้าถึงทั้งฐานข้อมูลเท่านั้น แต่ยังให้รายละเอียดในระดับหนึ่งอีกด้วย Cassandra อนุญาตให้เข้าถึงระดับแถวในขณะที่ HBase ก้าวไปข้างหน้าและเสนอการเข้าถึงระดับเซลล์ Cassandra กำหนดบทบาทและเงื่อนไขของผู้ใช้ ในขณะที่ HBase มาพร้อมกับการย้ายผกผัน ซึ่งผู้ดูแลระบบกำหนดป้ายกำกับการมองเห็นให้กับชุดข้อมูล จากนั้นจะแจ้งให้กลุ่มผู้ใช้ทราบว่าป้ายกำกับใดบ้างที่สามารถดูได้

5. โครงสร้างพื้นฐาน

HBase ใช้ประโยชน์จากโครงสร้างพื้นฐาน Hadoop ซึ่งประกอบด้วยชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้ เช่น HBase master, Zookeeper, Name และ Data nodes

คาสซานดรามาพร้อมกับการดำเนินงานและโครงสร้างพื้นฐานที่แตกต่างกันหลายประการ นอกจากนี้ยังใช้ DBMS ที่แตกต่างกันนอกเหนือจากโครงสร้างพื้นฐาน แอพ Cassandra จำนวนหนึ่งใช้ Storm หรือ Hadoop นอกจากนี้ โครงสร้างพื้นฐานยังอิงตามโครงสร้างประเภทโหนดเดียว

6. สนับสนุน

การเปรียบเทียบเฉพาะของ Cassandra และ HBase ที่รองรับ จะมีลักษณะดังนี้ – HBase ไม่รองรับการแบ่งพาร์ติชันที่สั่ง ในขณะที่ Cassandra ทำ การแบ่งพาร์ติชันตามคำสั่งจะทำให้ขนาดแถวใน Cassandra เป็น 10 เมกะไบต์

7. โหนด

ในกรณีของ Cassandra ผู้ใช้ต้องระบุโหนดเป็นโหนดเมล็ดพันธุ์ สิ่งเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นจุดสำหรับการสื่อสารระหว่างคลัสเตอร์ ในกรณีของ HBase มีหลายโหนดหลัก พวกเขาตรวจสอบและประสานงานการดำเนินการของเซิร์ฟเวอร์ภูมิภาค

8. การสื่อสารปล้อง

ทั้ง HBase และ Cassandra มีการสื่อสารแบบปล้อง ในขณะที่ Cassandra ใช้ Gossip Protocol, HBase ใช้ Zookeeper Protocol โดยที่โหนดเดียวทำหน้าที่เป็นหัวหน้าผ่านโหนดอื่น ๆ จะได้รับข้อมูลที่จำเป็น

9. ธุรกรรม

เมื่อพูดถึง การเปรียบเทียบ HBase กับ Cassandra ในแง่ของการทำธุรกรรม Cassandra มาพร้อมกับคุณลักษณะของการทำธุรกรรมที่มีน้ำหนักเบา กลไกที่ใช้ในที่นี้คือการแยกการเขียนระดับแถวและการเปรียบเทียบและการตั้งค่า ในขณะที่ HBase ทำงานร่วมกับกลไกที่แตกต่างกันสองแบบที่เรียกว่า Check and Put และ Read Check Delete

10. เอกสารประกอบ

เอกสารของ Cassandra ดีกว่าเอกสารของ HBase มาก ด้วยเหตุนี้ การเรียนรู้และเรียนรู้ Cassandra จึงง่ายขึ้น

11. ภาษาแบบสอบถาม

ทั้ง HBase และ Cassandra shell นั้นใช้ JRuby shell ภาษาแบบสอบถาม Cassandra มีความเฉพาะเจาะจงมาก มันคือ CQL (ซึ่งจำลองอยู่ในบรรทัดของ SQL) เมื่อเทียบกับ ภาษาการสืบค้น HBase ฟังก์ชันและคุณสมบัติของ CQL นั้นสมบูรณ์กว่ามาก

ความแตกต่างระหว่าง HBase และ Cassandra แสดงให้เห็นว่าไม่มีคำตอบที่เป็นรูปธรรมว่าฐานข้อมูลใดดีกว่าทั้งสองฐานข้อมูล ทุกอย่างเดือดลงไปเมื่อจะใช้ที่

เมื่อใดควรใช้ฐานข้อมูลใด

กรณี การ ใช้งานของ Cassandra และ HBase สามารถแยกความแตกต่างได้ตามประเภทของแอปพลิเคชันที่ใช้และผลลัพธ์ที่คาดหวังจาก บริษัทพัฒนาแอ ป

ใช้ HBase หากคุณต้องการความสอดคล้องในการอ่านขนาดใหญ่ และหากคุณทำงานกับการประมวลผลแบบกลุ่มจำนวนมาก และ MapReduce นั้นมีความสัมพันธ์โดยตรงกับ HDFS

กรณีการใช้งานของ HBase ประกอบด้วยการวิเคราะห์บันทึกออนไลน์ แอปพลิเคชันที่มีการเขียนจำนวนมาก และแอปที่ต้องการปริมาณมาก เช่น โพสต์บน Facebook, ทวีต ฯลฯ นอกจากนี้ยังมีกรณีการใช้งานจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับการ รวม Cassandra Hadoop

ใช้ Cassandra หากต้องการความพร้อมใช้งานสูงของการอ่านขนาดใหญ่ นอกจากนี้ เนื่องจากต้องมีการตั้งค่าขั้นต่ำมากโดยมีค่าใช้จ่ายในการดูแลที่น้อยกว่า กระบวนการเริ่มต้นจึงง่ายกว่ามาก อีกทั้งยังมีความยืดหยุ่นมากขึ้นในการแลกเปลี่ยนทฤษฎีบท CAP

ตัวอย่างบางส่วนของ สิ่งที่คาสซานดราใช้สำหรับ นั้นสามารถเห็นได้ในการพัฒนาระบบการส่งข้อความ เว็บไซต์อีคอมเมิร์ซ และข้อมูลเซ็นเซอร์แบบเรียลไทม์

กล่าวโดยย่อ ใช้ โมเดลข้อมูล HBase และการใช้งาน เมื่อคุณต้องวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่หรือต้องดำเนินการรวมกลุ่ม ใช้ Cassandra หากคุณต้องเน้นที่ข้อมูลเชิงโต้ตอบและการประมวลผลธุรกรรมตามเวลาจริง