مزایا و معایب پایگاه‌های داده Multi-model

سیستم‌های مدیریت پایگاه داده Multi-Model باعث یکپارچه‌شدن پایگاه‌های داده چندگانه می‌شوند. در واقع، این یک راه جایگزین برای کار با مدل‌های متعدد و سازگار کردن آنها با یکدیگر است. پایگاه‌های داده Multi-model باعث می‌شوند که یک موتور واحد برای انواع مختلف پایگاه داده ایجاد شود. در این آموزش جزئیات این نوع پایگاه داده را بررسی کنیم.

پایگاه داده Multi-Model

پایگاه داده Multi-Model چیست؟

یک پایگاه داده Multi-Model عبارت است از یک سیستم مدیریتی که چند نوع پایگاه داده را به صورت یکپارچه درمی‌آورد. این در حالی است که بسیاری از سیستم‌های مدیریت پایگاه تنها از یک مدل پایگاه داده پشتیبانی می‌کنند. از طرف دیگر، پایگاه‌های داده multi-model داده‌ها از از مدل‌های مختلف ذخیره، ارجاع و لیست می‌کنند.

پایگاه‌های داده Multi-model بدون نیاز به ترکیب مدل‌های مختلف، می‌تواند از مزیّت‌های مدل‌سازی موسوم به polyglot persistence استفاده کنند. این رویکرد انعطاف‌پذیر باعث می‌شود که امکان ذخیره داده‌ها به روش‌های مختلف وجود داشته باشد. نتیجه اینکه:

• برنامه‌نویسی به صورت انعطاف‌پذیر و سریع‌تر صورت می‌گیرد.
• کاهش حجم داده‌های موردنیاز

به عنوان نمونه، باید گفت که پیدا کردن رابطه بین نقاط داده و یا ساخت یک سیستم پیشنهاد‌دهی با پایگاه‌های داده «گراف» بسیار ساده‌تر انجام می‌گیرد. از طرف دیگر،  پایگاه‌های داده مرتبط باعث می‌شوند که روند تعریف رابطه با ستون‌های داده راحت‌تر صورت پذیرد.

یکی از ویژگی‌های کلیدی پایگاه Multi-Model، توانایی آنها در تبدیل داده‌ها از یک فرمت به فرمت دیگر است. به عنوان مثال، داده‌ای به فرمت JSON را به سرعت می‌توان به XML تبدیل کرد. امکان تبدیل فرمت باعث می‌شود که چابکی بیشتری در برنامه‌نویسی به‌وجود ‌آید و نیازهای خاص پروژه‌های مختلف مرتفع شوند.

مثال‌های استفاده از پایگاه داده Multi-Model

مثال‌ها می‌توانند ایده‌هایی از نحوه کاربرد این نوع پایگاه‌های داده را در اختیار شما قرار دهند. بررسی مثال‌های عملی باعث می‌شود که درک بهتری از نحوه هماهنگی مدل‌های چندگانه در قالب یک سیستم به‌وجود آید.

ذخیره و مدیریت منابع داده چندگانه

سیستم‌های IT معمولاً از منابع داده مختلف استفاده می‌کنند. اطلاعات ذخیره‌شده معمولاً دارای فرمت یا پایگاه داده یکسان نیستند. امّا ذخیره داده در یک پایگاه داده Multi-Model باعث می‌شوند که اقدامات مدیریت در مورد آنها ساده‌تر شود. در این حالت، همه‌چیز در یک پایگاه داده خلاصه می‌شود و زمان مورد نیاز برای ذخیره و مدیریت داده از منابع مختلف کاهش می‌یابد.

گسترش قابلیت‌های مدل

پایگاه‌های داده Multi-model افزونه‌هایی برای ارتباط بین مدل‌ها فراهم می‌کنند. در این حالت، ویژگی‌های برخی مدل‌ها باعث تکمیل قابلیت‌های مدل‌های دیگر می‌شود.

به عنوان مثال، داده‌های کوئری در فرمت JSON با استفاده از کوئری‌های SQL بسیار ساده هستند و بنابراین نیازی به اصلاح منبع داده اولیه وجود ندارد. گسترش‌پذیری این نوع پایگاه داده باعث می‌شود که زمان پردازش داده‌ها کاهش یافته و نیازی به استخراج، تبدیل و بارگذاری سیستم‌ها نباشد.

محیط داده‌های هیبرید

معمولاً در محیط‌های داده، داده‌های عملیاتی جدا از داده‌های آنالیزی نگه‌داری می‌شوند. چرا که داده‌های آنالیزی می‌بایست تبدیل شده و در جای متفاوتی ذخیره شوند. در نتیجه، تکرار اطلاعات موجب افت کیفیت ذخیره داده می‌شود. به همین ترتیب، فضاهای ذخیره جداگانه موجب می‌شود که بار نگهداری از داده‌ها اضافه شود. در این حالت، هر دو پایگاه داده نیاز به مدیریت امنیتی و همین‌‌طور مدیریت نسخه‌های پشتیبان خواهند داشت.

این در حالی است که یک پایگاه داده Multi-Model یک رویکرد هیبرید برای ذخیره داده‌ها دنبال می‌کند. در نتیجه، یک مرکز داده یکپارچه برای ذخیره داده‌ها و استخراج داده‌های آنالیزی در اختیار داریم که نگهداری از آن بسیار ساده‌تر است.

مرکزیت داده‌ها

‌داده‌های داخلی یک سازمان دارای حدّ و مرزهای مشخصی است. در حالی که محدودیت‌ها در این رابطه باید وجود داشته باشند، این رویکرد می‌بایست جلوی سوء استفاده از اطلاعات درون شرکت را نیز بگیرد. پایگاه‌های داده Multi-Model داده‌ها را به همان صورت «به دست آمده» ذخیره می‌کنند و نیازی به تبدیل آنها ندارند. مرکزیت داده‌ها باعث ایجاد یک دید کلی و ارزشمند نسبت داده‌های موجود می‌شود و فرصتی برای ایجاد کاربری‌های جدید از آنهاست.

جستجوی داده‌های بزرگ

Hadoop یکی از گزینه‌های فوق‌العاده برای پردازش داده‌های بزرگ و گوناگون در میان مدل‌های مختلف است. دلیل اصلی این موضوع را باید در سرعت دریافت، پردازش و ذخیره داده‌های متفاوت جستجو کرد. با این وجود، یکی از کاستی‌های Hadoop در نداشتن ساز و کار جستجوی با راندمان بالاست.

بهره‌گیری از قدرت پردازش Hadoop و ترکیب آن با قابلیت‌های جستجوی قدرتمند پایگاه‌های داده Multi-Model موجب ایجاد یک سیستم فوق‌العاده خواهد شد. در نتیجه، مقیاس‌پذیری کار با داده‌ها افزایش می‌یابد و برای داده‌های بزرگ بسیار مناسب خواهد بود.

مزایا و معایب پایگاه‌های داده Multi-Model

البته نکات منفی و مثبت زیادی در مورد پایگاه‌های داده Multi-Model وجود دارند. جدول زیر خلاصه‌ای از این موارد را ارائه می‌دهد.

این مدل پایگاه داده در حضور تعداد زیادی از داده‌ها کارآییِ خود را دارد. بخش‌های مختلف از داده‌ها برای انجام وظایف متفاوت استفاده می‌کنند. با این وجود یک ساختار چندوجهی polyglot persistence می‌تواند به‌سرعت برخی کمبودها را در ساختار پایگاه‌های داده Multi-Model آشکار سازد.

نکته: استفاده از DBaaS را می‌تواند برای مدیریت ساده‌تر پایگاه داده درنظر گرفت.

مزایا

مزایای استفاده از پایگاه‌های داده Multi-Model از قرار زیرند:

• پایداری داخلی داده‌ها به خاطر استفاده از یک واحد مجزا
• انواع داده‌ها در قالب یک پلتفرم موجب ایجاد یک محیط چابک می‌شود.
• ساز و کار تاب‌آوری شکست و توقف در عملیات به دلیل معیارهای ACID
• مناسب برای پروژه‌های پیچیده که نیاز به دید چندوجهی از داده‌ها دارند.

معایب

برخی از معایب پایگاه‌های داده Multi-Model عبارتند از:

• کار با سیستم‌های پایگاه داده Multi-Model چالش‌برانگیز و پیچیده است.
• مدل این نوع پایگاه هنوز در حال توسعه بوده و به بلوغ لازم نرسیده است.
• دسترسی به تکنیک‌های مختلف مدل‌سازی محدود است.
• برای پروژه‌ها یا سیستم‌های ساده‌تر چندان مناسب نیست.

بهترین پایگاه‌های داده Multi-Model کدامند؟

در حال حاضر،  انواع مختلفی از پایگاه‌های داده Multi-Model در بازار وجود دارند. یکی از متمایزترین ویژگی‌‌ها، قابلیت پشتیبانی از مدل‌های چندگانه در یک موتور واحد است.

انواع مختلف مدل‌های پایگاه داده

یکی از تفاوت‌های مهمم بین پایگاه‌های داده در دسترسی به تکنیک‌های مدل‌سازی است. این موضوع برای کاربرد مفید داده‌ها بسیار حائز اهمیت است.

MarkLogic Server

MarkLogic Server یک پایگاه داده NoSQL به صورت Multi-Model که ابتدا به عنوان یک منبع ذخیره XLM ارائه شد و بعداً توانست داده‌هایی با فرمت زیر را در خود ذخیره کند:

• اسناد
• گراف
• متن
• فواصل (Spatial)
• مقدار-‌کلیدها
• نسبت‌ها

این پایگاه داده با قابلیت‌ها و راندمان بالاست و امنیت قابل‌توجهی دارد. ویژگی‌های Mark Logic Server از قرار زیرند:

• امنیت و حاکمیت. حاکمیت یکپارچه بر داده‌ها و امنیت کاربران.
• سازگاری با ACID. پایداری در ذخیره داده‌های مختلف.
• جستجوی پیشرفته. موتور جستجوی داخلی که دسترسی به داده‌ها را تسهیل می‌کند.
• قابلیت BI و ابزارهای آنالیز. ابزارهای هوشمند آنالیز کسب‌وکار در این سیستم در دسترس قرار می‌گیرند.
• یادگیری ماشین به صورت تعبیه‌شده. نگهداری هوشمندانه از داده‌ها از طریق الگوریتم‌های یادگیری ماشین که درون سیستم تعبیه شده‌اند. در نتیجه، دسترسی به داده‌ها سریع‌تر صورت می‌گیرد.
• تاب‌آوری شکست و توقف در عملیات. Mark Logic Server قابلیت‌های زیادی در بازیابی سیستم‌ها دارد.
• پشتیبانی از «هیبرید ابری». این پایگاه داده از مدیریت خودکار با استراتژی هیبرید ابری پشتیبانی می‌کند.

ArangoDB

ArangoDB در وهله اول، یک سیستم پایگاه داده Multi-Model است. فرمت‌های داده‌ای که پشتیبانی می‌شوند، عبارتند از:

• اسناد
• گراف
• مقدار-کلیدها

این پایگاه داده استخراج و اصلاح داده‌ها را از طریق یک زبان کوئری واحد به نام AQL انجام می‌دهد. برخی ویژگی‌های دیگر این پایگاه داده Multi-Model عبارتند از:

• پیوندهای پیشرفته. امکان ارتباط داده‌ها با کوئرینگ انعطاف‌پذیر و جلوگیری از تکرار داده‌ها.
• مبادلات. اجرای کوئری‌ها در اسناد چندگانه با امکان ایزوله‌سازی و حفظ وضعیت در مبادله داده‌ها.
• شاردینگ. تهیه نسخه کپی هماهنگ از طریق «شاردینگ» باعث کاهش حجم ارتباط داخلی کلاستر شده و در نتیجه به بهبود عملکرد سیستم می‌انجامد.
• کپی‌برداری. قابلیت کپی‌برداری باعث می‌شود که یک پایگاه داده گسترده با یک مرکز داده واحد در اختیار داشته باشیم.
• چند‌رشته‌ای بودن. این پایگاه داده با قابلیت چندرشته‌ای بودن می‌تواند از مزایای هسته‌های چندگانه استفاده کند.

OrientDB

OrientDB یک پایگاه داده Multi-Model به صورت NoSQL است که به زبان برنامه‌نویسی جاوا نوشته شده است. این پایگاه داده از مدل‌های زیر پشتیبانی می‌کند.

• اسناد
• گراف
• مقدار- کلیدها
• آبجکت
• فواصل

OrientDB اولین پایگاه داده Multi-Model در نوع خود بوده است. این پایگاه داده دارای ویژگی‌های منحصر به فرد زیادی است که برخی از آنها از قرار زیرند:

• پشتیبانی از SQL. کوئری‌ها به SQL پشتیبانی می‌شوند و در نتیجه، برنامه‌نویسان می‌توانند راحت‌تر بین مدل‌های منطقی جابجا شوند.
• سازگاری ACID. این پایگاه داده کاملاً سازگار بوده و قابلیت اتکای بالایی دارد.
• توزیع گسترده. پشتیبانی کامل از نسخه‌های یکسان در بین سرورهای مختلف اختصاص‌یافته.
• قابلیت جابجایی. انتقال سریع پایگاه‌های داده منطقی.

جمع‌بندی

تکنیک‌های مدل‌سازی زیادی در دسترس قرار دارند که هر کدام از آنها راه‌حلی خاص با مزایا و معایب خودش است. امّا پایگاه‌های داده Multi-Model سعی دارند تا پایگاه‌های داده مختلف را به یک قالب یکپارچه درآورند و در نتیجه، یک سیستم با پیچیدگی کمتر در اختیار قرار دهند.