بهترین پایگاه دادههای NoSQL در سال 2019

پایگاه داده یا همان دیتابیس مجموعهای از اطلاعات است که به گونهای سازماندهی شده است که میتواند به راحتی قابل دسترس بوده و مدیریت و آپدیت شود. قبل از معرفی محبوبترین دیتابیسهای NoSQL، شما باید دیتابیسهای NoSQL را بشناسید. بیشتر برنامهنویسان نمیدانند که NoSQL مخفف چیست. بعد از به دست آوردن دانشی در مورد NoSQL به بهترین پایگاه دادههای NoSQL برای سال 2020 خواهیم پرداخت.

پایگاه داده NoSQL چیست؟

پایگاه دادههای NoSQL (که مخفف Not Only SQL است) به سیستمهای پایگاه داده غیررابطهای گفته میشوند که برای ذخیره و بازیابی دادهها استفاده میشوند. در دنیای امروز، ما نباید همه دادهها را فقط در قالب جدول ذخیره کنیم که دارای طرحهای ثابت از پیش تعریف نشده است. مانند دادههای ایجاد شده توسط کاربر، دادههای موقعیت مکانی GEO، دادههای تولید شده IoT، نمودارهای اجتماعی که نمونههایی از دادههای دنیای واقعی هستند که به صورت نمایی در حال افزایش هستند. در اینجا پایگاه داده NoSQL وارد تصویر میشود. با استفاده از پایگاه داده NoSQL ما میتوانیم اسناد، مقدار- کلید (key-value)، دادههای مبتنی بر گراف را به راحتی و سریعتر ذخیره و بازیابی کنیم. ما به راحتی میتوانیم از عملیات پیچیده joinی SQL جلوگیری کنیم. مقیاسپذیری برای مشکلات دنیای واقعی (برنامههای وب و سازمانهای تجاری) با استفاده از دیتابیسهای NoSQL آسان میشود. انگیزه استفاده از NoSQL، سادگی در طراحی و مقیاسپذیری همتراز را در مواردی که دسترسی به پایگاه دادههای RDMS دشوار است را فراهم کرده است.

انواع پایگاه دادههای NoSQL

Document Databases: این دیتابیس معمولا هر کلید را با یک ساختار داده پیچیده که یک داکیومنت نامیده میشود جفت میکند. اسناد یا داکیومنتها میتوانند شامل جفتهای key-array یا key-value یا حتی اسناد تو در تو باشند. نمونههایی از document NoSQL عبارتند از: MongoDB، Apache CouchDB، ArangoDB، Couchbase، Cosmos DB، IBM Domino، MarkLogic، OrientDB.

ذخیرهسازیهای Key-value: هر آیتم واحد به عنوان یک جفت Key-value ذخیره میشود. ذخیرهسازیهای Key-value سادهترین پایگاه داده در میان همه پایگاه دادههای NoSQL هستند. نمونههایی از Key-value NoSQL عبارتند از: Redis، Memcached، Apache Ignite، Riak.

ذخیرهسازیهای Wide-column: این نوع پایگاه دادهها برای کوئریهای مربوط به دیتابیسهای بزرگ بهینهسازی شده است، و به جای ردیفها، ستونهای داده را در کنار هم ذخیره میکنند. نمونههایی از Wide column NoSQL عبارتند از: Cassandra، Hbase، Scylla.

ذخیرهسازیهای Graph: اینها اطلاعات مربوط به گرافها (نمودارها)، شبکهها، از قبیل اتصالات اجتماعی، نقشه راهها، پیوندهای حمل و نقل را ذخیره میکنند. نمونههایی از Graph NoSQL عبارتند از: Neo4j، AllegroGraph.

بهترین پایگاه دادههای NoSQL برای سال 2020

MongoDB .1

MongoDB در میان پایگاه دادههای NoSQL مشهورترین مورد است. این یک پایگاه داده Open-Source است که مستند محور است. MongoDB یک پایگاه داده مقیاسپذیر و قابل دسترس است. این پایگاه داده در C++ است. همچنین میتواند به عنوان فایل سیستم نیز مورد استفاده قرار گیرد. در MongoDB، جاوااسکریپت میتواند به عنوان زبان کوئری استفاده شود. در فریمورکهای محبوب جاوااسکریپت بسیار سودمند است. مردم واقعا از ویژگیهایی مثل sharding (تقیسمبندی)، جستجوی پیشرفته متن، gridFS لذت میبرند. عملکرد شگفتانگیز و ویژگیهای جدید آن، این پایگاه داده NoSQL را در جایگاه اول لیست قرار میدهد.

مزایای MongoDB

تنظیم آسان MongoDB

MongoDB Inc. پشتیبانی حرفهای را به مشتریان خود ارائه میدهد

پشتیبانی از کوئری ad-hoc

پایگاه داده پر سرعت

پایگاه داده با طرح (Schema) کمتر

پایگاه داده افقی مقیاسپذیر

عملکرد بسیار بالا

معایب MongoDB

از joinها پشتیبانی نمیکند

اندازه دادهها زیاد است

تو در تویی داکیومنتها محدود است

استفاده غیرضروری از حافظه را افزایش میدهد

2. Cassandra

Cassandra در فیسبوک برای جستجوی اینباکس توسعه یافت. Cassandra یک سیستم ذخیرهسازی داده توزیعشده برای پردازش مقادیر خیلی بزرگ از دادههای ساختیافته است. به طور کلی، این دادهها در بسیاری از سرورهای commodity (سازگار، همهمنظوره، استاندارد) گسترش مییابند. همچنین میتوانید به سادگی ظرفیت ذخیرهسازی دادههایی که بر روی سرور به صورت آنلاین نگه میدارید را اضافه کنید. از آنجا که همه گرهها (node) در یک کلاستر مشابه هستند، هیچ پیکربندی پیچیدهای برای سر و کار داشتن با آنها وجود ندارد. Cassandra در جاوا نوشته شده است. زبان کوئرینویسی Cassandra شبیه زبان SQL است. در نتیجه Cassandra در رتبه دوم بهترین پایگاه دادههای open source قرار میگیرد.

مزایای Cassandra

بسیار مقیاسپذیر است

با سایر برنامههای مبتنی بر JVM به خوبی ادغام میشود

مناسب برای deploy کردن مرکز دادههای متعدد است

مناسب برای بازیابی اطلاعات در هنگام وقوع حادثه است

معایب Cassandra

پشتیبانی محدود از تراکم

عملکرد غیر قابل پیشبینی

از کوئری ad-hoc پشتیبانی نمیکند

3. Redis

Redis (Remote Dictionary Server) از نوع ذخیره key-value (مقدار-کلید) است. علاوهبراین، معروفترین نوع key-value میباشد. Redis از C++، PHP، Ruby، Python، Perl، Scala و غیره پشتیبانی میکند. با زبان C ترکیب شده است. علاوهبراین، تحت BSD مجاز شده است. مساله جالبی که در مورد این پایگاه داده وجود دارد این است که میتواند تا 2 به توان 32 کلید را مدیریت کند و در عمل مورد آزمایش قرار گرفته است تا حداقل 250 میلیون کلید را در هر نمونه مدیریت کند.

مزایای Redis

نصب آسان

خیلی سریع است

دارای ابزارهای چند منظوره است

دارای عملیات اتمی است

معایب Redis

از joinها پشتیبانی نمیکند

مجموعه دادهها باید به راحتی در حافظه جا بگیرند

4. HBase

HBase یک پایگاه داده توزیعشده و غیر رابطهای است که توسط گوگل برای پایگاه داده BigTable طراحی شده است. یکی از اهداف اصلی HBase میزبانی از میلیونها سطر در میلیونها ستون است. برای افزایش ظرفیت میتوانید سرورها را در هر زمان اضافه کنید. HBase با جاوا 8 ترکیب شده است.

مزایای HBase

جستجوی سریع را برای جداول بزرگ انجام میدهد

دارای Java API آسان برای کلاینت است

دارای Auto-sharding است

لایسنس رایگان

مجموعه دادههای بزرگ را بر روی ذخیره فایل HDFS مدیریت میکند

در طراحی schema انعطافپذیر است

دارای سرعت بالا است

معایب HBase

از transaction پشتیبانی نمیکند

مجوز یا احراز هویت داخلی ندارد

ایندکسگذاری و مرتبسازی فقط بر روی کلید را ندارد

از ساختار SQL پشتیبانی نمیکند

دارای مشکلات حافظه در کلاستر است

5. Neo4j

Neo4j به عنوان یک پایگاه داده مبتنی بر گراف بومی مورد مراجعه قرار میگیرد، زیرا مدل گراف را تا سطح ذخیرهسازی به طور موثر پیادهسازی میکند. این بدان معناست که دادهها دقیقا همان طور که شما آنها را بر روی وایتبرد قرار میدهید ذخیره میشوند و پایگاه داده برای حرکت و پیمودن گراف از اشارهگر استفاده میکند.

مزایای Neo4j

گرههای مجاز را به آسانی بازیابی میکند یا بدون join و ایندکس با جزئیات ارتباط برقرار میکند

یادگیری دستورات زبان کوئری Neo4j آسان است

برای بازیابی دادهها نیازی به joinهای پیچیده نیست

دسترسی بالا برای سازمانهای بزرگ در برنامههای واقعی

معایب Neo4j

از Sharding پشتیبانی نمیکند

6. Oracle NoSQL

اوراکل پایگاه داده NoSQL را با Oracle NoSQL شروع کرده است. در سال 2018 محبوبیت زیادی پیدا کرد، اما در مقایسه با پایگاه دادههای MongoDB و Casandra محبوبیت کمتری دارد.

مزایای Oracle NoSQL

بر اساس ساختار برنامهنویسی PL/SQL است

جامعه خوبی دارد که برای حل مشکلات کمککننده است

پایگاه داده اوراکل امن است و اطمینان حاصل میکند که دادههای کاربر با آپدیتهای سریع دستکاری نمیشوند

معایب Oracle NoSQL

هزینههای بالا برای سازمانهای کوچک

برای نصب نیاز به منابع قابل توجهی دارد

برای پیادهسازی اوراکل ممکن است به ارتقاء سختافزار نیاز داشته باشد

فضای زیادی را اشغال میکند

7. Amazon DynamoDB

DynamoDB از یک مدل پایگاه داده NoSQL استفاده میکند، که غیر رابطهای است. هر کوئری DynamoDB توسط یک کلید اصلی که توسط کاربر شناسایی میشود اجرا میشود، که به صورت منحصربهفرد هر آیتم را مشخص میکند.

مزایای DynamoDB

تنظیمات آسان

یک AWS DynamoDB API سطح پایین ارائه میدهد

مقیاسگذاری خودکار

پیچیدگی مدیریت دسترسی بالا و مقیاسگذاری در زمانهای اوج مصرف را کاهش میدهد

امنیت DynamoDB توسط AWS Identity مدیریت میشود

معایب DynamoDB

از جداول به صورت رایگان نسخه پشتیبان تهیه نمیکند

دارای حد مجاز است

8. Couchbase

تمرکز آن بر روی سهولت استفاده و در بر گرفتن وب است. این یک پایگاه داده مستندات NoSQL برای برنامههای وب تعاملی است. دارای یک مدل انعطافپذیر بوده و به راحتی قابلیت مقیاسگذاری را دارد.

مزایای Couchbase

بهینهسازی متراکم

هزینه شبکه، حافظه و ذخیرهسازی را کاهش میدهد

دارای پنل ادمین عالی است که دیدگاههای زیادی را در مورد نحوه عملکرد کلاستر ارائه میدهد

معایب Couchbase

Couchbase منبع باز (open source) نیست

9. Memcached

Memcached یک پایگاه داده open source، با کارایی بالا، سیستم حافظه کشینگ توزیعشده است که به برنامههای وب پویا با کاهش بار سرعت میبخشد.

مزایای Memcached

نصب سریع

با جامع عظیمی به طور گسترده مستندسازی شده است

معایب Memcached

فقط در سیستم عاملهای لینوکس و سیستمهای مشابه BSD پشتیبانی میشود

از افزونگی داده پشتیبانی نمیکند

از CAS و قفل کردن پشتیانی نمیکند

10. CouchDB

CouchDB یک پایگاه داده NoSQL منبع باز است که از JSON برای ذخیرهسازی اطلاعات و جاوااسکریپت به عنوان زبان کوئری استفاده میکند. این پایگاه داده نوعی سیستم کنترل چند نسخهای برای جلوگیری از انسداد فایلهای پایگاه داده در حین نوشتن اعمال میکند.

مزایای CouchDB

Map/Reduce، کوئری داده تا حدودی از خود داده جدا شده است

هر داده JSONای را ذخیره میکند

معایب CouchDB

کوئریهای اختیاری پر هزینه هستند

از XML پشتیبانی نمیکند