پايگاه داده کاساندرا، روش نصب و بررسی نقاط ضعف و قوت

پايگاه داده کاساندرا یک سیستم انبار‌ه داده ی توزیع‌شده و کاملاً متن باز و رایگان است که برای مدیریت داده های عظیم تولید شده است. کاساندرا این داده ها را در بین سرورهای بسیاری گسترش‌ داده و انعطاف‌پذیری زیادی را برای توزیع داده به شما می‌دهد. همچنین شما می‌توانید ظرفیت نگهدارنده داده‌ی خود را به راحتی وارد کنید . به دلیل آنکه همه گره‌ها در یک خوشه هستند ، هیچ تنظیمات پیچیده برای مقابله با آن وجود ندارد.  پايگاه داده کاساندرا با جاوا نوشته شده است و ​Cassandra Query Languge (CQL) یک زبان شبیه SQL است که برای ارتباط با پایگاه داده Cassandra مورد استفاده قرار می‌گیرد. تولید کننده اپايگاه داده کاساندرا آقایان Avinash Lakshman و Prashant Malik هستند. این بانک اطلاعات ابتدا در فیسبوک نوشته شد و در سال ۲۰۰۸ اولین نسخه ارائه شد و همین حالا برای بخش Facebook inbox Search مورد استفاده قرار می‌گیرد.

خصوصیات معماری پايگاه داده کاساندرا:

Cassandra یک پایگاه داده توزیع شده و توسعه داده شده با زبان جاوا است. این پایگاه داده برای مدیریتو کلان داده (Big Data) کاربرد متنوعی دارد. Cassandra هیچ نقطه خاص خرابی (Single Point Of Failure) ندارد و به راحتی میتواند بر روی چندین کامپیوتر توزیع شود. این پایگاه داده توسعه پذیر خطی (Linear Scalable) است و دسترس پذیری بالایی (High Availability) دارد. Cassandra برای کار با داده های بسیار بزرگ طراحی شده است تا کاربران بتوانند این داده ها را به راحتی و با سرعت بالا دریافت کنند. در Cassandra از معماری Master/Slave استفاده نشده است. زیرا در این معماری معمولا گره Master (سرپرست) به دلیل کارکرد زیاد به گلوگاه سیستم (Bottleneck) تبدیل می شود. یعنی در صورتی که master از کار بیفتد یا کند شود، کل سیستم از کار می افتد یا کند می شود. برای همین در Cassandra چیزی به نام Master وجود ندارد و تمامی گره ها (کامپیوترها)ی متصل به هم، مانند یکدیگر رفتار می کنند که اصطلاحا به آن masterless میگویند. داده ها در گره های مختلف به صورت غیرهزمان (asynchronous) ولی با تاخیر کم تکرار (Replicate) می شوند. در زیر به عناوین ویژگی های کاساندرا اشاره شده است.

• Open source
• mix between a “Key-value Store” and a “Column-Orientated” database
• Built with the understanding that hardware & software failures can happen
• Peer to Peer Architecture
• All nodes are the same
• Read/Write Anywhere
• Gossip Protocol
• Commit Log Captures All Activity
• Well suited for cloud deployments
• Scale-Out Architecture
• Written in Java and hence providing native Java support
• Blend of Google BigTable and Amazon Dynamo
• Flexible schemaless column-family data model
• Support for structured and unstructured data
• Decentralized, distributed peer-to-peer architecture
• Multi-data center and rack-aware data replication
• Location transparent
• Cloud enabled
• Fault-tolerant with no single point of failure
• An automatic and transparent failover
• Elastic, massively, and linearly scalable
• Online node addition or removal
• High Performance
• Built-in data compression
• Built-in caching layer
• Write-optimized
• Tunable consistency providing choices from very strong consistency to
• different levels of “eventual consistency”
• Provision of Cassandra Query Language(CQL
• Easy Data Distribution
• Always On Architecture – Continuous availability with no downtime
• Faster linear-scale performance
• Operational Simplicity – Administration is simplified
• Transaction Support
• No new equipment required – Very economical
• Transparent Elasticity
• Transparent Scalability
• High Availability
• Multi-Geography/Zone Aware
• Data Redundancy
• Compaction

جایگاه کاساندرا در کلود

دنیای دیجیتال هنوز در مراحل ابتدایی خود است و رشد داده ها به سرعت از رشد سرعت محاسبات، سرعت شبکه و ذخیره سازی پیشی می گیرد. مدیریت حجم واقعاً عظیمی از داده ها و تغذیه آن ها از طریق سیستم های بسیار تحلیلی و هوشمند مصنوعی برای استخراج بینش و ارزش در حال تبدیل شدن به هدف اصلی تقریباً هر سازمانی امروز و سال های آینده است. در نتیجه، امروزه انتخاب بهترین پایگاه داده یک تصمیم واقعا استراتژیک است. اثرات مخرب نیروهایی مانند گرانش داده، که با افزایش حجم داده، حرکت از ابر به ابر را دشوارتر می کند، به این معنی است که انتخاب پایگاه داده مناسب بسیار مهم است.

مهمترین نقاط قوت و مزایای پايگاه داده کاساندرا:

• سرعت بسیار زیاد در نوشتن داده ها
• سرعت مطلوب در خواندن داده ها
• High availability بسیار بالایی را بدون داشتن Single point of failure ارائه می‌دهد.
• پشتیبانی از Map Reduce
• قابلیت اضافه و یا کم سرورها برای نوشتن و خواندن به راحتی.
• پشتیبانی از Replication و همچنین دارای قابلیت multi data center replication
• این توانایی را دارد که میزان سازگاری (consistency) به صورت دلخواه تنظیم شود.
• تحمل خطای بالا

نقاط ضعف پايگاه داده کاساندرا:

• محدودیت‌هایی در مقادیر ستون،Collection یا تعداد cell ها که البته در نسخه های سری 3 این ضعف بهبمود بسیار خوبی کرده است.
• از دو قابلیتsubquery و join در SQL پشتیبانی نمی‌کند. که برای حا این مشکل باید مدل و شمای داده ای مناسب در کاساندرا تعریف کرد تا نیازی به این queryها نباشد.
• ازcursor پشتیبانی نمی‌کند برای حا این ضعف باید  resultset های بزرگ باید به‌صورت دستی صفحه‌بندی (pagination) یا قطعه بندی شوند شوند.

میزان رشد مشتریان و محبوبیت کاساندرا (Cassandra)

در پست های قبل درباره پایگاه داده NOSQL کاساندرا مطالبی ارائه شد. در این قسمت به مشتریان کاساندرا و میزان محبوبیت آن میپردازیم. کاساندرا ابتدا در فیس بوک ایجاد شد. ترکیب Big Table  و Amazon Dynamo. کاساندرا در بدو تولید به منظور بهبود کارایی “Inbox Search” ایجاد شده بود. کاساندرا به عنوان یک پروژه منبع باز در ماه ژوئیه سال 2008 منتشر شد. این پروژه در ماه فوریه سال 2009 به پروژه آپاچی تبدیل شد و یک سال پس از آن یک پروژه سطح کامل شد. پس عملا کاساندرا در سال 2010 به عنوان یک محصول وارد بازار شده است.

در اینجا صرفا جهت نمایش میزان رشد مشتریان و محبوبیت آپاچی کاساندرا می آوریم. با مقایسه دوشکل زیر مشاهده میشود که فقط در عرض یه سال مشتریان کاساندرا افزایش چشمگیری داشته است. مهمترین مشتریان کاساندرا عبارتند از:

• Facebook
• WalmartLabs
• Constant Contact
• Digg
• AppScale
• Netflix
• Twitter
• Zoho
• IBM
• FormSpring
• Cisco WebEx
• Rackspace
• OpenX
• Adobe
• Comcast
• eBay

پايگاه داده کاساندرا در حدی موفق عمل کرد که فقط در عرض یکسال نظر خیلی از غول های فناوری اطلاعات در فضای سایبری را به خود جلب کرد در زیر روند رشد مشتریان این پایگاه داده NOSQL را فقط در طول سال های 2011 تا 2012 بررسی می کنیم. هر چند امروز پایگاه داده کاساندرا جز پر مشتری ترین پایگاه داده های غیر رابطه ای است.

نصب دستی پایگاه داده کاساندرا از روی فایل فشرده tar.gz

sudo su

mkdir /opt/cassandra
cd /opt/cassandra

ž$ -> tar –xvzf apache-cassandra-3.10-bin.tar.gz  -C cassandra

žecho $CASSANDRA_HOME

žnano etc/bach.bashrc

CASSANDRA_HOME=/opt/cassandra/apache-cassandra-3.10

PATH=$PATH:$CASSANDRA_HOME/bin

export CASSANDRA_HOME

žsource etc/bach.bashrc

ž[root@liptan-pc ~]# $CASSANDRA_HOME

/opt/cassandra/apache-cassandra-3.10

ž$ -> cassandra -f

ž$ -> netstat -ntlp

ž$ -> nodetool status

CREATE TABLE user

(

  id uuid,

  first_name varchar,

  last_name varchar,

  age int,

  city varchar,

PRIMARY KEY (id, city, age)

);

SELECT * FROM users;

SELECT COUNT(*) FROM users;

SELECT * FROM users LIMIT 25;

SELECT * FROM users WHERE city = ‘Boston’   (city must be defined as a primary key or index)

INSERT INTO users (id, first_name, last_name, age, city)

VALUES (now(), ‘John’, ‘Doe’, ‘33’, ‘Seattle’)

INSERT INTO users (id, first_name, last_name, emails)

  VALUES('frodo', 'Frodo', 'Baggins', {'f@baggins.com', 'baggins@gmail.com'});

UPDATE users SET age = 34 WHERE id = cfd66ccc-d857-4e90-b1e5-df98a3d40cd6

UPDATE users SET age = 34, city = ‘Portland’ WHERE id = cfd66ccc-d857-4e90-b1e5-df98a3d40cd6

ž

UPDATE users  SET todo =  { '2012-9-24' : 'enter mordor',  '2012-10-2 12:00' : 'throw ring into mount doom' }  WHERE id = 'frodo';

DELETE email, phone

 FROM users

WHERE user_name = 'jsmith';

DELETE todo ['2012-9-24'] FROM users

WHERE id = 'frodo';

[default@unknown] CREATE KEYSPACE demo

...         with placement_strategy = 'org.apache.cassandra.locator.SimpleStrategy'

...         and strategy_options = [{replication_factor:1}];

[default@unknown] DESCRIBE KEYSPACES;

[default@unknown] USE keyspace1;

[default@demo] DROP COLUMN FAMILY users;

[default@demo] DROP KEYSPACE demo;

/opt/apache-cassandra-1.0.0/bin# cqlsh 127.0.0.1 9042 -f conf/schema-sample.txt

پی نوشت:

شاید برخی از خوانندگان گرامی در رابطه با این که نام کاساندرا از کجا آمده است برایشان سوال ایجاد شود به همین جهت مطلب زیر را از ویکی پدیا کپی میکنم:

کاساندرا زیباترین دختر پریاموس بود و بسیاری به امید ازدواج با او در جنگ تروا، همراه پریاموس شدند. آپولون عاشقش شد و به او پیشگویی آموخت. اما چون کاساندرا به عشق او پاسخی نداد، آپولون او را محکوم کرد که همیشه صحیح پیشگویی کند و اما کسی او را باور نکند. کاساندرا سقوط تروا را پیشگویی کرد اما همه او را دیوانه پنداشتند. پس از شکست تروا، آیاس در مقابل پالادیوم(تصویر آتنه) به او تجاوز کرد. آتنه برای تنبیه، یونانی‌های بسیاری را در راه بازگشت به وطن نابود کرد. سرانجام کاساندرا را به آگاممنون هدیه کردند. سرنوشت آگاممنون و کلوتایمنسترا و فرزندان‌شان را پیشگویی کرد و به دست کلوتایمنسترا کشته شد.

آدرس کانال تلگرام سایت بیگ دیتا:

t.me/bigdata_channel

آدرس کانال سروش ما:
https://sapp.ir/bigdata_channel

جهت دیدن سرفصل های دوره های آموزشی بر روی اینجا کلیک کنید.

بازدیدها: 7784