قاعدة بيانات أوراكل نو إس كيو إل

الموسوعة الحرة

قاعدة بيانات أوراكل NoSQL هي قاعدة بيانات موزعة من نوع NoSQL تعتمد على المفتاح والقيمة، وهي من إنتاج شركة أوراكل . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] توفر هذه القاعدة دلالات المعاملات لمعالجة البيانات، وقابلية التوسع الأفقي، وسهولة الإدارة والمراقبة.

خدمة Oracle NoSQL Database Cloud Service هي خدمة سحابية مُدارة للتطبيقات التي تتطلب زمن استجابة منخفض، ونماذج بيانات مرنة، وقابلية توسع مرنة لأحمال العمل الديناميكية.

يركز المطورون على تطوير التطبيقات ومتطلبات تخزين البيانات بدلاً من إدارة خوادم الواجهة الخلفية، وتوسيع سعة التخزين، ونشر المجموعات، وبنية الشبكة، وتثبيت البرامج/التحديثات/الترقيات، والنسخ الاحتياطي، وأنظمة التشغيل، والتوافر. تتميز قواعد بيانات NoSQL بقابلية التوسع لتلبية أحمال العمل الديناميكية للتطبيقات ومتطلبات الإنتاجية.

يقوم المستخدمون بإنشاء جداول لتخزين بيانات تطبيقاتهم وإجراء عمليات قواعد البيانات. يشبه جدول NoSQL الجدول العلائقي، مع خصائص إضافية تشمل وحدات الكتابة والقراءة وسعة التخزين. يحدد المستخدمون معدل نقل البيانات وسعة التخزين في كل جدول بناءً على أحمال العمل المتوقعة. تُخصص موارد قاعدة بيانات NoSQL وتُوسّع وفقًا لذلك لتلبية متطلبات أحمال العمل. تُحاسب المستخدمين بالساعة بناءً على السعة المخصصة.

تدعم قواعد بيانات NoSQL النموذج الجدولي. يُعرَّف كل صف بمفتاح فريد، وله قيمة ذات طول غير محدد، تُفسَّر بواسطة التطبيق. يستطيع التطبيق معالجة صف واحد (إضافة، حذف، تحديث، قراءة) ضمن معاملة. كما يمكنه إجراء مسح تكراري غير مرتبط بمعاملة لجميع الصفوف في قاعدة البيانات.

الترخيص

تقوم شركة أوراكل بتوزيع قاعدة بيانات أوراكل NoSQL في ثلاث إصدارات:

  • خادم قاعدة بيانات أوراكل NoSQL الإصدار المجتمعي بموجب ترخيص أباتشي، الإصدار 2.0
  • إصدار Oracle NoSQL Enterprise بموجب ترخيص Oracle التجاري
  • إصدار أوراكل NoSQL الأساسي

يتم ترخيص قاعدة بيانات Oracle NoSQL باستخدام نموذج مجاني مدفوع : تتوفر إصدارات مفتوحة المصدر من Oracle NoSQL Community Edition، ولكن يمكن للمستخدمين النهائيين شراء ميزات ودعم إضافي عبر متجر Oracle. [ 5 ]

تُستخدم برامج تشغيل قاعدة بيانات Oracle NoSQL، [ 6 ] المرخصة بموجب رخصة Apache 2.0 ، مع كل من إصداري المجتمع والمؤسسات. [ 7 ]

الميزات الرئيسية

بنيان

تعتمد قاعدة بيانات Oracle NoSQL على محرك التخزين عالي التوافر Oracle Berkeley DB Java Edition . وتضيف خدمات لتوفير مخزن قيم/مفاتيح موزع وعالي التوافر، مناسب للتطبيقات ذات الأحجام الكبيرة والحساسة للتأخير. [ 8 ]

التجزئة والنسخ المتماثل

قاعدة بيانات أوراكل NoSQL هي نظام عميل-خادم، مُجزأ ، ولا يعتمد على مشاركة البيانات . تُنسخ البيانات في كل جزء على كل عقدة من العقد المكونة لذلك الجزء. يُجزأ المفتاح الرئيسي لكل سجل لتحديد الجزء الذي ينتمي إليه. صُممت قاعدة بيانات أوراكل NoSQL لدعم تغيير عدد الأجزاء ديناميكيًا استجابةً لتوافر أجهزة إضافية. في حال تغير عدد الأجزاء، يُعاد توزيع أزواج المفاتيح والقيم ديناميكيًا عبر مجموعة الأجزاء الجديدة، دون الحاجة إلى إيقاف تشغيل النظام وإعادة تشغيله. يتكون الجزء من عقدة رئيسية واحدة قابلة للاختيار لخدمة طلبات القراءة والكتابة، وعدة نسخ متماثلة (عادةً اثنتان أو أكثر) يمكنها خدمة طلبات القراءة. تُحدَّث النسخ المتماثلة باستمرار باستخدام النسخ المتماثل المتدفق. يُحفظ كل تغيير على العقدة الرئيسية محليًا على القرص، ويُعمَّم أيضًا على النسخ المتماثلة.

التوافر العالي وتحمل الأعطال

توفر قاعدة بيانات Oracle NoSQL خاصية النسخ المتماثل لقاعدة البيانات ، حيث تعتمد على خادم رئيسي واحد ونسخ متماثلة متعددة . [ 9 ] يتم إرسال بيانات المعاملات إلى جميع عُقد النسخ المتماثلة مع سياسات متانة مرنة لكل معاملة. في حال تعطل عقدة النسخ المتماثل الرئيسية، تعمل عملية انتخاب تلقائية للتحويل التلقائي تعتمد على بروتوكول PAXOS، وتعتمد على آلية توافق الآراء، على تقليل وقت التوقف إلى أدنى حد. بمجرد إصلاح العقدة المعطلة، تعود إلى المجموعة، ويتم تحديثها، ثم تصبح متاحة لمعالجة طلبات القراءة. وبالتالي، يمكن لتطبيقات قاعدة بيانات Oracle NoSQL تحمل أعطال العُقد داخل المجموعة، وكذلك أعطال متعددة للعُقد في مجموعات مختلفة.

يهدف وضع النسخ الرئيسية والنسخ المتماثلة بشكل صحيح على أجهزة الخادم (الرفوف ومفاتيح الربط البيني) بواسطة قاعدة بيانات Oracle NoSQL إلى زيادة التوافر على الخوادم التجارية.

موازنة الأحمال الشفافة

يقوم برنامج تشغيل قاعدة بيانات أوراكل NoSQL [ 10 ] بتقسيم البيانات في الوقت الفعلي وتوزيعها بالتساوي على عقد التخزين. وهو مُدرك لبنية الشبكة وزمن الاستجابة، حيث يقوم بتوجيه عمليات القراءة والكتابة إلى عقدة التخزين الأنسب لتحسين توزيع الحمل والأداء.

الإدارة ومراقبة النظام

يمكن الوصول إلى خدمة إدارة قاعدة بيانات Oracle NoSQL من خلال وحدة تحكم ويب أو واجهة سطر أوامر . تدعم هذه الخدمة وظائف مثل القدرة على تهيئة عقدة التخزين وتشغيلها وإيقافها ومراقبتها، دون الحاجة إلى ملفات تهيئة أو نصوص برمجية أو عمليات قاعدة بيانات صريحة. كما تتيح استخدام وكلاء Java Management Extensions (JMX) أو Simple Network Management Protocol (SNMP) للمراقبة. وهذا يسمح لعملاء الإدارة باستطلاع معلومات حول حالة عقدة التخزين ومقاييس أدائها ومعايير تشغيلها وخدماتها المُدارة . [ 11 ]

تكوين مرن

تشير "المرونة" إلى التوسع الديناميكي عبر الإنترنت للمجموعة المنشورة. [ 12 ] تؤدي إضافة عقد التخزين إلى زيادة السعة والأداء والموثوقية. تتضمن قاعدة بيانات Oracle NoSQL ميزة تخطيط البنية، والتي تُمكّن المسؤول من تعديل تكوين قاعدة بيانات NoSQL أثناء تشغيلها. يمكن للمسؤول القيام بما يلي:

  • زيادة توزيع البيانات: عن طريق زيادة عدد الأجزاء في المجموعة، مما يزيد من إنتاجية الكتابة.
  • زيادة عامل النسخ: عن طريق تعيين عقد نسخ إضافية لكل جزء، مما يزيد من إنتاجية القراءة وتوافر النظام.
  • إعادة توازن مخزن البيانات: من خلال تعديل سعة عقد التخزين، يمكن إعادة توازن النظام، وإعادة تخصيص عقد النسخ المتماثل لعقد التخزين [ 13 ] حسب الاقتضاء.

يمكن للمسؤولين نقل عقد النسخ المتماثل و/أو الأقسام من العقد المفرطة الاستخدام إلى عقد التخزين غير المستخدمة أو العكس.

نشر متعدد المناطق

تدعم قاعدة بيانات Oracle NoSQL مناطق متعددة لتوزيع نسخ العمليات والبيانات بذكاء، بهدف تحسين الموثوقية أثناء حالات الأعطال المتعلقة بالأجهزة والشبكة والطاقة. يوجد نوعان من المناطق: المناطق الأساسية التي تحتوي على عُقد يمكن أن تعمل كخوادم رئيسية أو نسخ احتياطية، وعادةً ما تكون متصلة بوصلات سريعة. والمناطق الثانوية التي تحتوي على عُقد تعمل كنسخ احتياطية فقط. يمكن استخدام المناطق الثانوية لتوفير وصول قراءة منخفض التأخير للبيانات في موقع بعيد، أو لتخفيف أحمال العمل التي تتطلب القراءة فقط، مثل التحليلات وإنشاء التقارير وتبادل البيانات، لتحسين إدارة أحمال العمل.

تنسيق بيانات JSON

تدعم قاعدة بيانات Oracle NoSQL تسلسل بيانات Avro [ 14 ] ، الذي يوفر تنسيق بيانات ثنائي مضغوطًا قائمًا على المخطط. تُعرَّف المخططات باستخدام JSON . كما تدعم قاعدة بيانات Oracle NoSQL تطوير المخططات. يُحدد مسؤولو النظام في نظام Smart Topology القابل للتكوين مقدار السعة المتاحة على عقدة تخزين معينة، مما يسمح للعقد ذات القدرات العالية باستضافة عقد نسخ متعددة. بمجرد أن يتعرف النظام على سعة عقد التخزين في التكوين، فإنه يُخصص عقد النسخ تلقائيًا بذكاء. يهدف هذا إلى تحسين توازن الأحمال، والاستخدام الأمثل لموارد النظام، وتقليل تأثير النظام في حالة تعطل عقدة تخزين. يدعم نظام Smart Topology مراكز البيانات ، مما يضمن تخصيص مجموعة كاملة من النسخ المتماثلة مبدئيًا لكل مركز بيانات.

ترقية متجددة عبر الإنترنت

توفر قاعدة بيانات أوراكل NoSQL إمكانية إجراء ترقية تدريجية، مما يسمح لمسؤول النظام بترقية عقد المجموعة مع بقاء قاعدة البيانات متاحة. [ 15 ]

تحمل الأعطال

يمكن تهيئة قاعدة بيانات Oracle NoSQL لتكون إما C/P أو A/P في CAP . [ 16 ] على وجه الخصوص، إذا تم تكوين عمليات الكتابة لتتم بشكل متزامن على جميع النسخ المتماثلة، فإنها C/P في CAP، أي أن فشل قسم أو عقدة يتسبب في عدم توفر النظام لعمليات الكتابة. أما إذا تم تنفيذ النسخ المتماثل بشكل غير متزامن، وتم تكوين عمليات القراءة لتتم من أي نسخة متماثلة، فإنها A/P في CAP، أي أن النظام متاح دائمًا، ولكن لا يوجد ضمان للاتساق.

ميزات قاعدة البيانات

نموذج بيانات الجدول

قدّم الإصدار 3.0 بنية بيانات جدولية ، تُبسّط نمذجة بيانات التطبيقات من خلال الاستفادة من مفاهيم تصميم المخططات الحالية. يُبنى نموذج الجدول فوق بنية المفتاح والقيمة الموزعة، ويرث جميع مزاياها، ويُبسّط تصميم التطبيقات من خلال تمكين التكامل السلس مع التطبيقات المألوفة القائمة على لغة SQL.

الفهرس الثانوي

يحدّ استخدام الفهرسة القائمة على المفتاح الأساسي فقط من عدد مسارات الوصول منخفضة زمن الاستجابة. في بعض الأحيان، تحتاج التطبيقات إلى مسارات غير قائمة على المفتاح الأساسي لدعم متطلبات تطبيقية محددة. يدعم OND الفهرسة الثانوية على أي حقل قيمة. [ 17 ]

دعم الأجسام الكبيرة

تتيح واجهات برمجة التطبيقات المستندة إلى التدفق في قاعدة بيانات Oracle NoSQL EE قراءة وكتابة الكائنات الكبيرة (LOBs) مثل ملفات الصوت والفيديو، دون الحاجة إلى تحميل الملف بأكمله في الذاكرة. ويهدف ذلك إلى تقليل زمن استجابة العمليات في بيئات العمل المختلطة التي تضم كائنات بأحجام مختلفة. [ 18 ]

معاملة متوافقة مع معايير ACID

توفر قاعدة بيانات أوراكل NoSQL معاملات متوافقة مع معايير ACID لعمليات الإنشاء والقراءة والتحديث والحذف الكاملة (CRUD) ، مع ضمانات قابلة للتعديل لمتانة واتساق المعاملات. يمكن أن تعمل سلسلة من العمليات كوحدة ذرية واحدة طالما أن جميع السجلات المتأثرة تشترك في نفس مسار المفتاح الرئيسي. [ 19 ]

اندماج

تتضمن قاعدة بيانات Oracle NoSQL دعمًا للغات Java و C و Python و C# وواجهات برمجة تطبيقات REST . تُمكّن هذه الميزات مطوري التطبيقات من إجراء عمليات CRUD. كما تتضمن هذه المكتبات دعمًا لـ Avro، مما يسمح للمطورين بتحويل سجلات المفتاح والقيمة إلى تسلسل وفك تسلسلها بسلاسة بين تطبيقات C وJava. [ 20 ]

خدمات أوراكل RESTful

تدعم قاعدة بيانات أوراكل NoSQL خدمات بيانات أوراكل REST (ORDS). [ 21 ] يتيح ذلك للعملاء إنشاء تطبيق قائم على REST يمكنه الوصول إلى البيانات في قاعدة بيانات أوراكل أو OND.

GeoJSON

يدعم الاستعلامات المكانية على بيانات GeoJSON المتوافقة مع معيار RFC7946 . كما يدعم الوظائف المكانية والفهرسة لبيانات GeoJSON.

أباتشي هادوب

تتوفر فئتا KVAvroInputFormat و KVInputFormat [ 22 ] لقراءة البيانات من OND مباشرةً إلى مهام Hadoop MapReduce. ومن استخدامات هذه الفئة قراءة سجلات قواعد بيانات NoSQL إلى Oracle Loader for Hadoop. [ 23 ]

تكامل أوراكل

Oracle Big Data SQL و Hive

تُعدّ Oracle Big Data SQL طبقة وصول SQL شائعة للبيانات المخزنة في Hadoop وHDFS و Hive وOND. يُمكّن هذا العملاء من الاستعلام عن بيانات Oracle NoSQL من Hive أو قاعدة بيانات Oracle . كما يُمكن للمستخدمين تشغيل مهام MapReduce على البيانات المخزنة في OND المُهيأة للوصول الآمن. يدعم الإصدار الأخير أيضًا أنواع البيانات الأساسية والمعقدة.

قاعدة بيانات أوراكل

يدعم Oracle NoSQL Database EE الجداول الخارجية، مما يسمح بجلب بيانات Oracle NoSQL من قاعدة بيانات Oracle باستخدام عبارات SQL مثل Select و Select Count(*) وما إلى ذلك. بمجرد عرض بيانات NoSQL من خلال الجداول الخارجية، يمكن الوصول إلى البيانات عبر برامج تشغيل JDBC القياسية و/أو عرضها من خلال أدوات ذكاء الأعمال المؤسسية.

منتجات أوراكل الأخرى

توفر معالجة أحداث أوراكل (OEP) إمكانية الوصول للقراءة إلى قاعدة بيانات أوراكل NoSQL عبر وحدة NoSQL Database. بمجرد تهيئة هذه الوحدة، يمكن استخدام استعلامات CQL. يتضمن Oracle Semantic Graph محول Jena لقاعدة بيانات أوراكل NoSQL [ 24 ] لتخزين كميات كبيرة من بيانات RDF (كمجموعات ثلاثية/رباعية). يتيح هذا المحول الوصول السريع إلى بيانات الرسم البياني المخزنة في OND عبر استعلامات SPARQL . يسمح التكامل مع Oracle Coherence باستخدام OND كذاكرة تخزين مؤقتة لتطبيقات Oracle Coherence ، مما يتيح للتطبيقات الوصول المباشر إلى البيانات المخزنة مؤقتًا من OND.

أمن المؤسسة

يدعم Oracle NoSQL Database EE مصادقة المستخدم المستندة إلى كلمة المرور على مستوى المجموعة، بغض النظر عن نظام التشغيل، بالإضافة إلى تكامل Oracle Wallet، مما يوفر حماية أكبر [ 25 ] من الوصول غير المصرح به إلى البيانات الحساسة. علاوة على ذلك، يُحسّن تشفير طبقة المقابس الآمنة (SSL) على مستوى الجلسة وقيود منافذ الشبكة الحماية من اختراق الشبكة.

أداء

عمل فريق قاعدة بيانات Oracle NoSQL مع العديد من شركاء Oracle الرئيسيين، بما في ذلك Intel و Cisco ، [ 26 ] حيث أجروا اختبارات Yahoo! Cloud Serving Benchmarks (YCSB) على تكوينات أجهزة متنوعة، ونشروا نتائجهم. على سبيل المثال، في عام 2012، أفادت Oracle أن قاعدة بيانات Oracle NoSQL تجاوزت مليون عملية YCSB مختلطة في الثانية. [ 27 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "نظرة عامة فنية على قاعدة بيانات أوراكل NoSQL" . www.oracle.com .
  2. ↑ "اختبارات أداء قاعدة بيانات أوراكل NoSQL" .
  3. ↑ واينر، بيتر (16 نوفمبر 2011). "نظرة أولى: قاعدة بيانات أوراكل NoSQL" .
  4. ↑ وولف، ألكسندر. "هل تعرف NoSQL؟" . فوربس .
  5. ↑ "متجر أوراكل" . shop.oracle.com .
  6. ↑ "تنزيلات قاعدة بيانات أوراكل NoSQL" . www.oracle.com .
  7. ↑ "Oracle NoSQL Database 12c Release 2 (12.2.4.5)" . docs.oracle.com .
  8. ↑ ""الورقة البيضاء لقاعدة بيانات أوراكل NoSQL"( PDF) .
  9. ↑ "الفصل 1. مقدمة إلى قاعدة بيانات أوراكل NoSQL" . docs.oracle.com .
  10. ↑ السائقون الأذكياء
  11. ↑ "إدارة قواعد بيانات أوراكل NoSQL" . www.oracle.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 أبريل 2019 .
  12. ↑ "التوسع المرن" . www.oracle.com .
  13. ↑ "عُقد التخزين" .
  14. ↑ "الفصل 8. روابط Avro" . docs.oracle.com .
  15. ↑ "الترقية التدريجية" . www.oracle.com .
  16. ↑ عبادي، دانيال (4 أكتوبر 2011). "تأملات في أنظمة إدارة قواعد البيانات: نظرة عامة على قاعدة بيانات أوراكل NoSQL" .
  17. ↑ "قاعدة بيانات أوراكل NoSQL 3.0 تدعم نموذج بيانات الجدول والفهرسة الثانوية" . InfoQ .
  18. ↑ "دعم الكائنات الكبيرة" . www.oracle.com .
  19. ↑ "معاملات قاعدة بيانات أوراكل NoSQL" . www.oracle.com .
  20. ↑ "واجهة برمجة تطبيقات قاعدة بيانات أوراكل NoSQL" . www.oracle.com .
  21. ↑ قارن: "نظرة عامة (واجهة برمجة تطبيقات Oracle REST Data Services الإضافية)" . download.oracle.com . شركة أوراكل . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 نوفمبر 2015. توضح هذه الوثيقة كيفية تطوير ونشر الإضافات التي تتكامل مع بيئة تشغيل Oracle REST Data Services (ORDS).
  22. ↑ "واجهة برمجة تطبيقات قاعدة بيانات أوراكل NoSQL" . docs.oracle.com .
  23. ↑ "استخدام قاعدة بيانات أوراكل NoSQL مع هادوب" . www.oracle.com .
  24. ↑ "تنزيلات تقنيات أوراكل الدلالية" . www.oracle.com .
  25. ↑ "قاعدة بيانات أوراكل NoSQL 3.0 تعزز الأمان والأداء" . www.dbta.com . 2 أبريل 2014.
  26. ↑ "مركز بيانات سيسكو" (ملف PDF) . سيسكو .
  27. ↑ "قاعدة بيانات أوراكل NoSQL تتجاوز مليون عملية YCSB مختلطة/ثانية" مؤرشفة بتاريخ 20 مايو 2015 على موقع Wayback Machine