This is the Trace Id: 80a20138abc0c76c42df1d534d365456
Перейти к основному контенту
Azure

Что такое база данных NoSQL?

Узнайте, что такое база данных NoSQL, чем она отличается от реляционных баз данных и почему она широко используется в современных масштабируемых приложениях.
Начните работу с Azure

Определение NoSQL

База данных NoSQL — это тип нереляционной базы данных, предназначенной для хранения и управления данными, которые не помещаются в таблицы с фиксированными схемами. Базы данных NoSQL отдают приоритет гибкости, масштабируемости и производительности, что делает их хорошо подходящими для больших объемов распределенных, полуструктурированных или быстро меняющихся данных. 

  • NoSQL-база данных — это нереляционная база данных, разработанная для обеспечения гибких моделей данных, горизонтальной масштабируемости и высокопроизводительных распределенных приложений.
  • Базы данных NoSQL отличаются от баз данных SQL способом хранения данных, масштабирования систем и обработки меняющихся требований приложений.
  • Существует несколько типов баз данных NoSQL, включая базы данных типа "ключ-значение", документные базы данных, базы данных с широкими столбцами и графовые базы данных, каждая из которых подходит для различных задач.
  • Команды часто используют базы данных NoSQL, когда приложениям необходимо масштабироваться на несколько серверов и быстро адаптироваться к изменениям структур данных.
  • Типичные примеры баз данных NoSQL поддерживают такие сценарии использования, как веб- и мобильные приложения, аналитика в реальном времени, контентные платформы и рекомендательные системы.
  • Базы данных NoSQL являются ключевой частью архитектур облачных вычислений, помогая командам создавать отказоустойчивые, глобально распределенные приложения с меньшими эксплуатационными издержками.

Обзор NoSQL

Что такое NoSQL на практике и почему он появился как альтернатива реляционной базе данных ? Базы данных NoSQL появились по мере того, как приложения становились все более динамичными и требовательными к данным. По мере того, как веб-сайты, мобильные приложения и облачные сервисы стали обрабатывать большие объемы информации, многим командам потребовались базы данных , которые могли бы легко расти и адаптироваться по мере изменения требований.

В отличие от традиционных баз данных SQL, которые полагаются на фиксированные таблицы и предопределенные структуры, базы данных NoSQL разработаны таким образом, чтобы быть более гибкими. Проще говоря, NoSQL — это базы данных, созданные для работы без жестких схем, что упрощает обработку данных, изменяющихся со временем, без частых структурных обновлений. 

Реляционные базы данных по-прежнему остаются оптимальным выбором для систем, требующих высокой точности и обработки сложных транзакций. Однако базы данных NoSQL часто используются, когда масштабируемость, производительность и гибкость имеют первостепенное значение, что отражает адаптацию технологий баз данных к современным распределенным приложениям.

Типы баз данных NoSQL

NoSQL — это общий термин для нескольких типов баз данных, которые хранят данные и обрабатывают их различными способами. Все они ориентированы на гибкость и масштабируемость, но каждый тип разработан для поддержки конкретных типов приложений и потребностей в данных.

К распространенным типам баз данных NoSQL относятся:

  • Базы данных типа "ключ-значение": Хранят данные в виде простых пар ключей и значений, подобно словарю. Они обычно используются для таких целей, как кэширование, хранение сессий и быстрый поиск информации, где структура данных проста.
  • Документные базы данных: Хранят данные в виде документов, часто в форматах, подобных JSON. Этот подход хорошо работает, когда данные изменяются со временем, например, профили пользователей, каталоги продукции или контент, хранящийся в приложении.
  • Ширококолоночные базы данных: Организуйте данные в строки с гибкими столбцами, которые могут меняться от одной записи к другой. Они часто используются для обработки больших объемов данных и рабочих нагрузок, требующих высокой производительности записи.
  • Графовые базы данных: Хранят данные в виде связанных узлов и отношений. К распространённым примерам относятся социальные сети, рекомендательные системы и анализ мошенничества.

Каждый тип NoSQL-базы данных подходит для разных рабочих нагрузок, и выбор подходящей зависит от того, как приложение организует свои данные и как к этим данным необходимо получать доступ.

Различия между базами данных NoSQL и SQL

Базы данных NoSQL и SQL разработаны для удовлетворения различных потребностей в данных и приложениях. Приведённое ниже краткое описание позволяет быстро оценить основные различия.

Модель данных

  • Базы данных SQL хранят данные в структурированных таблицах с предопределенными схемами. 
  • Базы данных NoSQL поддерживают гибкие модели данных, что позволяет структурам данных легче изменяться с течением времени. 

Проектирование схемы

  • Базы данных SQL требуют предварительного определения схем, что помогает обеспечить согласованность. 
  • Базы данных NoSQL позволяют схемам развиваться по мере роста приложений, уменьшая необходимость в частых структурных изменениях. 

Масштабируемость

  • Базы данных SQL обычно масштабируются путем добавления дополнительных ресурсов на один сервер. 
  • Базы данных NoSQL обычно проектируются для масштабирования на нескольких серверах, поддерживая более крупные и распределенные рабочие нагрузки. 

Последовательность и транзакции

  • Базы данных SQL делают упор на строгую согласованность и поддерживают сложные транзакции. 
  • Базы данных NoSQL обеспечивают баланс между согласованностью, доступностью и производительностью в зависимости от типа базы данных и сценария использования. 

Стандартные сценарии использования

  • Базы данных SQL часто используются в транзакционных системах, где точность данных имеет решающее значение. 
  • Базы данных NoSQL обычно используются в приложениях, где приоритет отдается масштабируемости, скорости и гибким структурам данных. 

Как эти различия влияют на реальные приложения

На практике базы данных SQL, включая широко используемые системы, такие как PostgreSQL , являются хорошим выбором, когда отношения между данными стабильны и транзакционная целостность имеет первостепенное значение. Многие современные системы используют одновременно базы данных SQL и NoSQL, выбирая оптимальный подход для каждой рабочей нагрузки в зависимости от структуры данных и масштабируемости.

Преимущества и варианты использования баз данных NoSQL

Базы данных NoSQL поддерживают приложения, которым необходимо быстро расти, реагировать на меняющиеся требования к данным и надежно работать в распределенных системах. Эти характеристики делают их хорошо подходящими для современных рабочих нагрузок, где структуры данных развиваются, а системы функционируют в распределенных средах.

Основные преимущества баз данных NoSQL

  • Гибкие модели данных: Базы данных NoSQL не требуют фиксированной схемы, что упрощает работу с данными, которые меняются со временем. Такая гибкость способствует ускорению разработки и итераций по мере изменения требований к приложению.
  • Горизонтальная масштабируемость: Многие базы данных NoSQL разработаны таким образом, чтобы масштабироваться за счет добавления новых серверов, а не за счет модернизации одной машины. Этот подход позволяет поддерживать рост объёма данных и пользовательского трафика без существенных архитектурных изменений.
  • Высокая производительность в масштабе: Базы данных NoSQL оптимизированы для обработки больших объемов операций чтения и записи, что делает их хорошо подходящими для приложений с высокой пропускной способностью или потребностями в данных в реальном времени.
  • Созданы для распределенных систем: Базы данных NoSQL часто включают встроенную поддержку репликации и отказоустойчивости. Это помогает приложениям оставаться доступными даже при сбоях в отдельных частях системы.

Типичные сценарии использования баз данных NoSQL

Организации во многих отраслях используют базы данных NoSQL, когда приоритетами являются гибкость и масштабируемость.

  • Веб- и мобильные приложения: Профили пользователей, данные сеансов и ленты контента часто меняются. Базы данных с документами и ключевыми значениями эффективно обрабатывают эти постоянно меняющиеся структуры данных.
  • Платформы электронной коммерции и розничной торговли: Базы данных NoSQL поддерживают каталоги товаров, корзины покупок и функции персонализации, требующие быстрого доступа и гибких моделей данных.
  • Аналитика и мониторинг в реальном времени: Приложения, собирающие большие потоки данных, такие как журналы, метрики, данные датчиков или телеметрия устройств IoT , используют базы данных NoSQL для хранения и анализа информации практически в реальном времени. Эти рабочие нагрузки часто включают в себя интеграцию данных из нескольких источников, таких как журналы приложений, потоки событий и операционные системы.
  • Социальные сети и рекомендательные системы: Графовые базы данных обычно используются для моделирования взаимосвязей между пользователями, контентом или продуктами, что упрощает выявление связей и рекомендаций.
  • Платформы управления контентом и медиа: Документные базы данных поддерживают хранение статей, изображений и метаданных в форматах, которые тесно связаны с тем, как приложения потребляют контент.

Эти примеры демонстрируют, как базы данных NoSQL поддерживают широкий спектр современных рабочих нагрузок, особенно когда приложениям необходимо масштабироваться, быстро адаптироваться и работать с различными типами данных.

Заключение

В условиях роста объемов данных и увеличения распределенности систем базы данных NoSQL стали важной частью современной разработки приложений. Благодаря поддержке гибких моделей данных, горизонтальной масштабируемости и высокопроизводительных рабочих нагрузок, они являются практичным выбором для многих современных приложений.

Со временем NoSQL развился в широкий набор типов баз данных, предназначенных для различных типов данных и потребностей доступа. Базы данных типа "ключ-значение", "документ", "ширококолоночные" и графовые базы данных предоставляют командам больше гибкости в настройке дизайна базы данных в соответствии с реальными потребностями приложений, вместо того чтобы загонять приложения в жесткие структуры.

Базы данных NoSQL также играют центральную роль в облачных архитектурах. Облачные платформы упрощают развертывание, масштабирование и управление системами NoSQL, обеспечивая глобальную доступность и отказоустойчивость без дополнительных затрат на обслуживание инфраструктуры. Такие платформы, как Microsoft Azure, предлагают управляемые сервисы баз данных, поддерживающие масштабируемые рабочие нагрузки NoSQL, что позволяет командам больше сосредоточиться на разработке приложений, а не на эксплуатации баз данных.

В совокупности эти изменения объясняют, почему базы данных NoSQL остаются ключевой частью современных стратегий работы с данными. Используемые совместно с реляционными базами данных, они помогают командам выбирать подходящий инструмент для каждой рабочей нагрузки и создавать системы, которые могут масштабироваться, адаптироваться и развиваться с течением времени.

РЕСУРСЫ

Подробнее об Azure 

  1.
Женщина работает за ноутбуком и смотрит по сторонам
Ресурсы Azure

Обзор центра ресурсов Azure

Получите доступ к видео, аналитическим отчетам, обучающим материалам, примерам из практики, примерам кода и архитектурам решений. 
Подробнее об Azure
Мужчина и женщина смотрят на ноутбук и что-то обсуждают
Разработчики-учащиеся

Стремительно начните карьеру в сфере технологий

Достигайте большего с помощью ресурсов, предназначенных только для студентов. Получите доступ к видео, инструментам и программам сообщества. 
Изучите ресурсы для студентов
Мужчина работает за ноутбуком и улыбается
Мероприятия и вебинары

Посетите мероприятие Azure

Приобретайте новые навыки и общайтесь с другими энтузиастами онлайн или лично. 
Узнать больше
Вернуться к разделу "РЕСУРСЫ" — вкладка "Отчеты об исследованиях"

Вопросы и ответы

  • Распространенным примером NoSQL-базы данных является документоориентированная база данных, которая хранит данные в виде гибких документов, а не фиксированных таблиц. В качестве других примеров можно привести базы данных типа "ключ-значение" для быстрого поиска, базы данных с широкими столбцами для крупномасштабного анализа и графовые базы данных для моделирования взаимосвязей. Эти типы баз данных часто используются в веб-приложениях, системах реального времени и распределенных облачных средах. 
  • NoSQL-базы данных предлагают гибкие модели данных, горизонтальную масштабируемость и высокую производительность для больших распределенных рабочих нагрузок. Они способствуют быстрой разработке приложений, позволяя структурам данных развиваться без частых изменений схемы. Эти преимущества делают базы данных NoSQL хорошо подходящими для современных приложений, обрабатывающих большие объемы данных, с высокой скоростью или с высокой изменчивостью.
  • Время, необходимое для изучения NoSQL, зависит от предыдущего опыта работы с базами данных и конкретного типа NoSQL-базы данных. Разработчики, знакомые с концепциями SQL, часто осваивают базовые принципы NoSQL за несколько дней или недель, в то время как для более глубокого освоения требуется больше времени. Обучение, как правило, фокусируется на моделировании данных, шаблонах запросов и концепциях масштабирования, а не на строгих схемах. 
  • SQL-базы данных хранят структурированные данные в таблицах с предопределенными схемами и делают упор на строгую согласованность и транзакции. Базы данных NoSQL поддерживают гибкие модели данных и часто масштабируются на нескольких серверах для обработки распределенных рабочих нагрузок. Выбор зависит от требований приложения, таких как структура данных, масштабируемость и требования к согласованности. 
  • NoSQL не более продвинут, чем SQL, но разработан для других сценариев использования. SQL-базы данных остаются незаменимыми для транзакционных систем и структурированных данных, в то время как NoSQL-базы данных решают проблемы масштабируемости и гибкости в распределенных приложениях. Многие современные системы используют оба подхода одновременно. 
  • Базы данных NoSQL могут быть быстрее, чем базы данных SQL, для определенных рабочих нагрузок, особенно для тех, которые включают в себя большие объемы операций чтения и записи в распределенных системах. Производительность зависит от таких факторов, как модель данных, шаблоны запросов и инфраструктура. SQL-базы данных могут показывать лучшие результаты при выполнении сложных запросов и обеспечении транзакционной согласованности. 
  • База данных NoSQL часто является хорошим выбором, когда приложениям требуются гибкие схемы, горизонтальная масштабируемость или высокая доступность в распределенных средах. Он широко используется в веб- и мобильных приложениях, аналитике в реальном времени и системах с быстро меняющимися данными. SQL-базы данных остаются надежным вариантом, когда требуется строгая согласованность и структурированные взаимосвязи.