Apache Cassandra は、オープンソースの NoSQL 分散データベースです。
アパッチカサンドラとは？
オープンソースになる前、Apache Cassandra は当初 Facebook (現在の Meta) で設計され、Amazon の DynamoDB と Google の Bigtable の機能を組み合わせていました。
可用性とスケーラビリティの高さから、Netflix、Uber、Facebook などの企業で広く使用されています。
この記事では、Apache Cassandra がどのように構造化されているか、どのように機能するか、および技術スタックの一部として使用することのさまざまな機能と利点について説明します。
NoSQLとは?
Apache Cassandra は、NoSQL データベースとして知られるデータベースのグループに分類されます。 リレーショナル データベースや SQL データベースとは異なり、NoSQL データベースは SQL データベースのように SQL やリレーションを使用しません。
これにより、使いやすさと柔軟性の点で利点が生まれますが、より高度なクエリを作成する機能が犠牲になります。 ただし、NoSQL データベースと SQL データベースの両方に、それぞれが輝く場所があります。
Apache Cassandra はどのように機能しますか?
Cassandras は、Cassandra Query Language (CQL) を使用して実行されます。CQL は、リレーショナル データベースで使用される構造化照会言語 (SQL) と構文的に非常によく似ています。
ただし、ほとんどのリレーショナル データベースにある結合などの特定の機能はサポートされていません。 これは、Cassandra がクエリ ファースト データベースであるためです。 つまり、作成されるクエリに基づいてデータベースが設計されます。
次に、複数のテーブルを結合する必要なく、各クエリに十分なデータを提供するテーブルが作成されます。 これにより高速になります。 すべての主要なオペレーティング システムにインストールできます。
Cassandra のアーキテクチャ
最も基本的なレベルでは、Cassandra はノードで構成されています。 データはノードに格納され、同じキーを持つすべてのレコードは同じノードに格納されます。 これにより、複数のテーブルが複数のマシンで実行されている SQL データベースよりも高速にクエリを実行できます。
ソース: cassandra.apache.org
データは、データベースの作成者が指定した複製係数によって、高可用性のためにノード間で複製されます。 データ全体をデータベースに格納するノードのグループは、データセンターと呼ばれます。
データセンターのグループがクラスターを形成します。 複数のデータセンターがあるということは、1 つのデータセンターが予期せずオフラインになった場合でも、常にデータを利用できることを意味します。
Apache Cassandra の機能
Apache Cassandra および市場に出回っているその他のオプションの最も重要で差別化された要因には、次のようなものがあります。
＃1。 オープンソース
Apache Cassandra は無料でオープンソースです。 これは、ソース コードがオンラインで入手できることを意味します。これにより、まだ発見および修正されていないバグや脆弱性が含まれる可能性が低くなります。
ユーザー データとビジネス データは保護すべき重要な資産であるため、これは重要です。
＃2。 ワイドカラム アーキテクチャを使用
データが格納されているテーブルに応じてファイルにデータを格納するほとんどのデータベースとは異なり、Apache Cassandra は列ごとに格納します。
これにより、行全体を検索する必要がないため、列内の値の検索が高速になります。 その結果、Cassandra のデータ検索は、他のデータベースでインデックスを使用するのと同じくらい高速です。
＃3。 分散
Apache Cassandra は分散型です。つまり、単一のマシンでは動作しません。 これにより、さまざまなノードやデータセンター間で複製されるため、データの高可用性が保証されます。 また、データセンターが地理的にユーザーに近い場合、データ アクセスが高速になります。
＃4。 クエリファースト設計
従来のデータベース設計では、テーブルはエンティティを中心にモデル化されています。 正規化により、これらのエンティティ間の関係が確立され、データベースに作成されます。
多くの場合、クエリを実行すると、リレーションシップが複数のテーブルにまたがります。 これらのテーブルが異なるマシンに格納されている場合、データ アクセスが遅くなる可能性があります。
ただし、Cassandra では、作成するクエリに基づいてテーブルを作成します。 そのクエリを満たすために必要なすべてのデータは、1 つのテーブルに格納されます。
Apache Cassandra の利点
- 無料: データベース管理システム自体は無料で、Apache Cassandra の公式 Web サイトからダウンロードできます。 ただし、データベースが実行されるサーバー インフラストラクチャはそうではありません。
- 高可用性: Apache Cassandra は回復力を考慮して設計されています。 データベースの一部がオフラインになった場合でも機能を維持できるように、十分な冗長性を備えて設計されています。
- スケーラブルです: データベースにノードを追加したり、ダウンタイムをほとんどまたはまったく発生させずにストレージ容量を拡張したりできます。 これは、大量のアプリケーションを構築するのに理想的です。
- 高速: 幅の広い列アーキテクチャとクエリ優先設計により、Apache Cassandra は他のデータベース管理システムよりも高速に実行できます。
ここでは、Apache Cassandra を理解するための最適な学習リソースをいくつか紹介します。
学習リソース
＃1。 Apache Cassandra: 知っておくべきことすべて
Apache Cassandra に関するこの Udemy コースでは、Cassandra の理論的な概要から Cassandra クエリ言語までのトピックをカバーする、初心者からプロ向けのレッスンを受講できます。
このコースの唯一の要件は、一般的なデータベースと Linux システムに精通していることです。
＃2。 認定 Cassandra 開発者になる: 模擬試験
この認定コースは、Datastax Academy の Apache Cassandra Developer Certification 試験の準備と練習に役立つ 2 つの試験で構成されています。
各試験は 90 分で、アーキテクチャ、モデリング、Cassandra クエリ言語のトピックをカバーしています。 このコースの理想的な対象者は、すでに Cassandra を知っているが、専門的な認定資格を取得しようとしている開発者です。
＃3。 Apache Cassandra Essentials
この開発者向けの本では、Apache Cassandra を使い始める方法を説明しています。 Cassandra をインストールし、データベース クラスターをセットアップする方法を読者に教えます。 次に、Cassandra クエリ言語を学習して、データベースと対話します。
また、クラスターの監視とクエリのデバッグに使用できるツールについても学習します。 これまでに Cassandra を使用したことがなく、これから始めようとしている人に最適です。
＃4。 Apache Cassandra のマスター
この本は、Cassandra についてある程度の予備知識がある人向けに書かれており、より効率的な Cassandra プログラムを作成し、Cassandra のパフォーマンスを向上させるように構成する方法を読者に教えています。
さらに、Apache Cassandra を Apache Spark と統合してデータ分析システムを構築する方法についても説明します。
最後の言葉
Apache Cassandra は、大規模な分散システムのデータベースとして強力な選択肢です。 その信頼性、スケーラビリティ、およびスピードにより、テクノロジーの巨人の間で好まれる選択肢となっています。
このデータベースを学習して習得することで、何百万人ものユーザーに確実にサービスを提供するソフトウェア システムを構築するスキルが身につきます。
次に、Apache Cassandra 監視ツールを調べて、データベースのパフォーマンスを監視できます。
