NoSQL veri tabanları (ilişkisel olmayan veri tabanları olarak da bilinir) hem avantajlara hem de dezavantajlara sahiptir. Avantajlı tarafta, geleneksel ilişkisel veri tabanlarından daha ölçeklenebilir olmaları ve çeşitli formatları depolayabilmeleri bulunur. Ek olarak, kullanımları kolaydır ve esneklikleri, özellikle bulut bilgi işlem ortamında geliştirmeyi hızlandırabilir. NoSQL veri tabanları, geleneksel ilişkisel veri tabanı teknolojisinde yerleşik olan kısıtlamalara bir çözüm olarak geliştirilmiştir.
İlgili İçerik: SQL Nedir? SQL Ne İçin Kullanılır?
NoSQL Veri Tabanlarının Özellikleri
NoSQL veri tabanlarının temel özellikleri aşağıdakileri içerir:
1. Çoklu veri modeli uyumluluğu
İlişkisel veri tabanları, genellikle verilerin erişip analiz edebilmeleri için tablo biçimine yerleştirilmesini gerektirir. Veri işlemede temel olarak katıdır ve bilginin alınabilmesi için iyi yapılandırılmasını gerektirir.
Birden çok veri modeliyle uyumluluğu olan NoSQL; yapılandırılmamış, yarı yapılandırılmış ve yapılandırılmış verileri eşit hız ve kolaylıkla alabilir. Bu, özellikle belirli uygulamalar belirli veri modelleri gerektirdiğinden kullanışlıdır.
NoSQL veri tabanları, çeşitli çevik geliştirme gereksinimlerini hızlı ve verimli bir şekilde ele almayı amaçladıkları için mimarlar ve geliştiriciler tarafından tercih edilmektedir. NoSQL, çok sayıda veri modelini destekleyerek, ayrı veri tabanlarını yönetmeye gerek kalmadan aynı verilerin farklı veri modellerinde kullanılmasına olanak tanır.
2. Gelişmiş ölçeklenebilirlik ve kullanılabilirlik
İlişkisel veri tabanları ölçeklenebilirdir. Ancak, geleneksel sunucu-istemci mimarisi, hem yatay hem de dikey ölçeklendirmeyi kaynak yoğun bir süreç haline getirir.
Buna karşılık NoSQL çözümleri, tüm düğümler arasında tutarlı özelliklere sahip sunucusuz, eşler arası bir mimari sunabilir. Bu, NoSQL’i bulut uygulamaları için son derece uyarlanabilir hale getirerek basitleştirilmiş ölçeklenebilirliğe izin verir. Performans da iyileştirilerek daha mükemmel okuma ve yazma hızları ve sürekli kullanılabilirlik sağlanır.
NoSQL veri tabanları da yatay olarak ölçeklendirmek için parçalamayı kullanır. Veriler bölümlenir ve sırasını korumak için bu süreçte çok sayıda makineye yerleştirilir. NoSQL’in yüksek esnekliği, büyük veri hacimlerini verimli bir şekilde işlemesine olanak tanır.
Son olarak, çözüm herhangi bir arıza durumunda bilinen son tutarlı duruma çoğaltma ile yanıt verdiğinden, NoSQL’in otomatik çoğaltma özelliği de yüksek kullanılabilirliğin sağlanmasına yardımcı olur.
3. Küresel veri dağılımı
Son teknoloji NoSQL veri tabanları, küresel ölçekte veri dağıtımını sağlayabilir. Bu, çeşitli konumlarda okuma ve yazma işlemleri için birden çok bulut bölgesi ve veri merkezi aracılığıyla gerçekleştirilir.
Bu, okuma ve yazma işlemleri için genellikle merkezi, konuma bağlı uygulamalara dayanan ilişkisel veri tabanları ile çelişir. Küresel olarak dağıtılan NoSQL veri tabanları, bilginin olması gereken yere olabildiğince yakın olmasını sağlamak için birden çok veri kopyasını dağıtarak minimum bekleme süreleri sağlar.
4. Minimum arıza süresi
Son olarak, NoSQL veri tabanları sağlamdır ve minimum kesinti süresine sahiptir. İş sürekliliği, sunucusuz mimari ve düğümler arasında saklanacak birden çok veri kopyasının oluşturulması yoluyla desteklenir. Bir düğüm arızası durumunda, farklı bir düğüm, veri kopyasına erişim izni verecektir.
NoSQL, ilişkisel Veri Tabanlarının Yerini Tamamen Alabilir Mi?
Hayır, alamaz. NoSQL, belirli kullanım durumları için daha iyidir, ilişkisel veri tabanları ise diğerleri için çok uygundur. Seçim yapmak, işletmenin özel ihtiyaçlarına bağlıdır. Belirli kullanım durumlarında, bu çözümler birbirini tamamlayabildiğinden, işletmeler her iki veri tabanı türünü birlikte devreye alabilir.
Aynı anda çok sayıda veri türüyle uğraşan kullanıcılar genellikle NoSQL’i tercih eder. Bu çözüm, geniş bir alana yayılmış, hızla genişleyen bir kitle için güçlü bulut ve web uygulamaları oluşturmak için çok uygundur. Esnekliği, çoklu modalitesi, ölçeklenebilirliği, kullanılabilirliği ve yüksek dağıtımı, NoSQL’i bu tür uygulamalar için ideal kılar.
NoSQL Veri Tabanlarının Avantajları
Aşağıda NoSQL veri tabanlarının avantajlarını bulabilirsiniz:
1. Yüksek ölçeklenebilirlik
Geleneksel veri tabanı hizmetleri söz konusu olduğunda, DBA’ların geliştirme gereksinimine göre ölçeklendirmeye güvenmek zorunda olduğu bir sınırlama vardır. Veri tabanı kullanıcılarının veya kuruluşlarının artan veri yüküyle başa çıkmak için daha büyük sunucular satın almalarını amaçlamaktadır. Bu senaryolarda, NoSQL veri tabanları, ölçeklendirmenin çok daha kolay bir alternatifini ortaya koyar. Veri tabanı, önceden var olan çok sayıda ana bilgisayara çapraz olarak dağıtılır. Veri depolama kullanılabilirliğine yönelik talep arttıkça, sanal ortam olarak ölçeklendirme, donanım ölçeklendirme için ek ekonomik bir alternatif sunacaktır.
RDBMS verilerini, yeni düğümlerde ölçek elde etmek için önceden programlandıklarından, NoSQL veri tabanları kullanılarak kolayca kontrol edilebilen küme sunucuları olarak emtia sunucularına ölçeklendirmek zorlu bir iştir. Bu donanım maliyetleri de düşüktür ve bu da veri depolamayı karşılanabilir hale getirir.
2. Büyük veriler için değerli ve güvenilir
Her kuruluş, uygulama ve hizmet, uygun şekilde depolanması gereken büyük miktarda veri üretir. “Verilerin endüstriyel devrimi”ne odaklanan “büyük veri” kavramına odaklanır. Genellikle bu, RDBMS için mümkün değildir; yapılandırılmamış verileri ve farklı türde ve büyük miktardaki verileri depolayamaz. Bu nedenle kuruluşlar, büyük veri hacimlerini işlemek için MongoDB veya Hadoop gibi NoSQL sistemlerini kullanmaya yönelmiştir.
3. Şirket içi DBA’larda azaltılmış bağımlılık/güven
Güçlü üst düzey RDBMS’leri kullanmanın en önemli dezavantajı, muhtemelen eğitimli DBA’lar kullanılarak yapılabilecek bakımdır. DBA’lar, bu RDBMS işlemlerinin tasarlanmasında, kurulmasında ve gerçekleştirilmesinde yer alır ve bu da onu neredeyse vazgeçilmez kılar. Ancak NoSQL veri tabanları söz konusu olduğunda, veri dağıtımı, basitleştirilmiş veri modelleri, otomatik yönetim ve basit kod kullanarak veri alma ve verilerin otomatik onarımı gibi özelliklere sahip olarak daha az uygulamalı yönetim için tasarlanmıştır. Bu nedenle, verilerin yönetimi ve düzenlenmesi, daha az maliyetli ve daha basit olan uzak DBA’lar tarafından uzaktan da yapılabilir.
4. Daha uygun maliyet
NoSQL veri tabanları, büyük veri hacimlerini yönetmeye ve veri işlemlerini yönetmeye yardımcı olan, sunucunun kümelerini oluşturmak için ucuz emtia donanımını kullanmak için tasarlanmıştır. Öte yandan, geleneksel RDBMS sistemleri pahalı depolama ve orijinal sunucular ister; bu, verileri depolamak için birim başına daha yüksek bir maliyet oluşturdukları anlamına gelir.
5. Çevik veri modelleri
Geleneksel veri tabanı sistemlerinde küçük değişikliklerin dikkatle izlenmesi gerekir. Öte yandan, NoSQL veri tabanı sistemleri veri depolama modellerinde bu tür sınırlamalar içermez. Yalnızca veri türündeki değil, aynı zamanda veri depolama mimarisindeki her tür değişiklik için esnektir ve önemli bir değişiklik veya bozulma olmadan yeni sütunların eklenmesi gibi karşılaştırmalı çevikliğe izin verir.
NoSQL Veri Tabanı Türleri
NoSQL veri tabanları, her birinin avantajları ve sınırlamaları olan beş ana varyantta gelir. Hiçbir “ideal” varyasyon yoktur; işletmeler, iş ihtiyaçlarına göre veri tabanı türlerini seçmelidir.
NoSQL veri tabanlarının türleri aşağıdakileri içerir:
1. Anahtar/değer çifti
Bu NoSQL veri tabanı türünde adından da anlaşılacağı gibi bilgiler bir anahtar ve bir değer olarak depolanır. Örneğin, bir anahtar/değer çifti, “İstanbul” değeriyle ilişkilendirilmiş bir “Şehir” anahtarından oluşabilir.
Veri depolama, benzersiz anahtarlara sahip bir karma tablo şeklinde gerçekleşir. Değerler, dize, JSON veya BLOB dahil olmak üzere çeşitli biçimlerde saklanabilir. Bu varyant, ağır veri yüklerini işlemek için uyarlanmıştır.
Geliştiriciler, şemasız verileri depolamak için genellikle anahtar/değer çifti NoSQL’e güvenir. Şirketler sözlükler, koleksiyonlar ve ilişkisel diziler gibi uygulamalar için bu basit NoSQL veri tabanından yararlanır. Anahtar/değer eşleştirmesinin yaygın olarak görülen bir kullanımı, e-ticaret web sitelerindeki alışveriş sepetleri içindir.
Anahtar-değer çifti NoSQL, kavramsal olarak benzersiz bir anahtar ve belirli bir veri öğesine yönelik bir işaretçi kullanan karma tablolara dayanır. Anahtar/değer depolama, nesneler olarak yakalanan tamamen yeni anahtar/değer çifti kümelerini içerebilir. Ancak, en basit uygulama sürecine sahip olmasına rağmen kısmi değerleri sorgulamak veya güncellemek için verimsizdir.
Anahtar-değer NoSQL çözümleri arasında Dynamo, Redis, Riak, Tokyo Kabine/Tyrant, Voldemort, Amazon SimpleDB ve Oracle BDB yer alır.
2. Sütun
Sütun tabanlı NoSQL veri tabanları, her sütunu bağımsız olarak ele alarak sütunlar üzerinde çalışır. Sütun formundaki hazır veri kullanılabilirliği nedeniyle, COUNT, SUM, MIN ve AVG gibi toplama sorgularını içeren durumlarda yüksek performanslı teslimat için bu veri tabanı türü tercih edilir.
Kuruluşlar, çok sayıda bilgisayara dağıtılan büyük veri hacimlerini depolamak ve işlemek için sütun odaklı NoSQL veri tabanlarından yararlanır. Tek sütunlu veri tabanlarında değerlerin bitişik olarak depolanması, bu tür veri tabanlarının hayati bir özelliğidir.
Sütun düzenlemesi sütun ailesine göre gerçekleşir ve bu NoSQL türünde anahtarlar varken birkaç sütuna işaret eder. Bu tür veri tabanları ağırlıklı olarak iş zekası, veri ambarları, kütüphane kartı katalogları ve CRM gibi uygulamaları yönetmek için kullanılır.
Sütun tabanlı NoSQL veri tabanlarının örnekleri arasında Cassandra, HBase ve Hypertable bulunur.
3. Belge
Belge yönelimli bir NoSQL veri tabanında, veri depolama ve alma, anahtar/değer çifti biçiminde gerçekleşir. Ancak değerler, JSON veya XML formatı kullanılarak belge formunda saklanır. Veri tabanı değerleri anlar ve daha verimli bir şekilde sorgulanmalarını sağlar.
Belge NoSQL veri tabanları, JSON nesneleri gibi verileri depolar. Kullanıcıların verileri tanımlaması gerekmez, böylece esneklik artar. Belge odaklı NoSQL veri tabanlarının uygulamaları arasında blog oluşturma platformları, CMS sistemleri, e-ticaret ve gerçek zamanlı analitik yer alır.
En yüzeysel düzeyde, bu NoSQL modeli, anahtar/değer veri tabanlarının koleksiyonları olan sürümlü belgeleri kullanır. Bu yarı yapılandırılmış belgelerin saklanması için JSON gibi formatlar kullanılır.
Temel olarak, belge yönelimli NoSQL veri tabanları, anahtar/değer veri tabanlarının bir sonraki seviyesidir ve her anahtarın ilişkili bir iç içe geçmiş değere sahip olmasını sağlar. Ancak bu veri tabanı türü, birden çok sorgu gerektiren karmaşık işlemler veya farklı toplu yapılara karşı işlemler için ideal değildir.
Belge odaklı NoSQL veri tabanı çözümleri arasında MongoDB, CouchDB, Riak, Amazon SimpleDB ve Lotus Notes bulunur.
4. Grafik
Grafik tipi NoSQL veri tabanları, varlıkları aralarındaki ilişkilerle birlikte depolar. Her varlık, kenarlar olarak depolanan ilişkilerle, depolama sırasında bir düğüm olarak ele alınır. Kenar, düğümler arasında ilişkiler kurar. Her düğüm ve kenara ayrı bir tanımlayıcı atanır.
Gevşek bağlı tablolar, ilişkisel veri tabanlarının hayati bir yönü olsa da, grafik NoSQL veri tabanları çok ilişkilidir. Burada, veriler zaten mevcut olduğundan ve hesaplanması gerekmediğinden, ilişki kurmak hızlı bir süreçtir. Bu tür bir veri tabanı, çoğunlukla lojistik, sosyal ağlar ve mekansal veri analizi gibi uygulamalar için kullanılır.
Bu veri tabanı modeli, satır ve sütun tabloları ve esnek olmayan bir şekilde yapılandırılmış SQL ile ilişkili dezavantajlar tarafından engellenmez. Bunun yerine, çok sayıda sistemde ölçeklenebilen esnek bir grafik modeli kullanır.
Grafik tipi NoSQL veri tabanlarının iki bileşeni, düğüm ve kenardır. Her düğüm bir varlıktır, örneğin bir sosyal ağ uygulamasındaki kişiler. Öte yandan uç, varlıklar arasındaki ilişkidir. Her ilişkinin kendine has özellikleri vardır ve temel olarak bir çizgi ile temsil edilir. Bir kenarın genellikle bir yönü vardır; örneğin ok, bir kuruluşun hiyerarşisindeki üstünlüğü gösterir.
Graph NoSQL’in büyük ölçekli dağıtımları, birçok varlık türü ve ilişkisi nedeniyle önemli ölçüde karmaşık hale gelebilir. Grafik tabanlı NoSQL veri tabanı çözümleri arasında Neo4J, Infinite Graph ve FlockDB bulunur.
5. Çoklu model
Son olarak, çok sayıda veri modelini tek bir tümleşik arka uçta işlemek için çok modelli NoSQL veri tabanları oluşturulmuştur. Temel olarak, veri tabanı yönetim sistemleri bir veri modelini destekler; ancak, çok modelli veri tabanları birden çok modelden verileri depolayabilir, sorgulayabilir ve dizine ekleyebilir.
Kullanıcılar, çeşitli modelleri birleştirmeye ihtiyaç duymadan çok dilli kalıcılıkla ilişkili modelleme avantajları için çok modelli veri tabanlarına güvenir. Bu esneklik, çeşitli şekillerde veri depolamayı mümkün kılarak daha hızlı çevik programlamaya ve veri fazlalığının en aza indirilmesine neden olur.
Çok modelli veri tabanlarının önemli bir özelliği, formatlar arasında veri dönüşümüdür. Örneğin, bir JSON formatında depolanan veriler hızlı bir şekilde XML’e dönüştürülebilir. Çok modelli veri tabanlarının diğer avantajları, paylaşılan bir back end nedeniyle modeller arası verilerin tutarlılığını ve daha yüksek hata toleransına yol açan ACID uyumluluğunu içerir.
Çok modelli NoSQL veri tabanı çözümlerine örnek olarak OrientDB, ArangoDB ve MarkLogic Server verilebilir. Bu tür NoSQL veri tabanı, birkaç veri görünümü gerektiren karmaşık projeler için çok uygundur.
NoSQL Örnekleri
Aşağıda NoSQL örneklerini detaylı olarak görebilirsiniz:
1. MongoDB
MongoDB, popüler açık kaynaklı NoSQL sistemlerinden biridir. JSON benzeri belgeleri depolamak için dinamik şemalar kullanan belge yönelimli bir veri tabanıdır. Bu veri tabanı çözümü, kullanıcıların yapılandırılmamış verileri depolamasını sağlayan esnek bir veri modeline sahiptir. Kullanıcılar ayrıca sezgisel API aracılığıyla tam indeksleme desteğine ve replikasyona erişebilir.
2. Apache CouchDB
Bu web tabanlı NoSQL veri tabanı açık kaynaklıdır ve belgeleri JSON veri alışverişi biçimini kullanarak depolar. CouchDB API, HTTP tabanlıdır ve çözüm, belgeleri dizine eklemek, dönüştürmek ve birleştirmek için JavaScript kullanır. İlişkisel veri tabanlarının aksine, uç noktalarda kayıt yönetimini basitleştirmek için şemasız bir veri modeli kullanır.
CouchDB, kullanım kolaylığını geliştirmek ve web öncelikli bir yaklaşım sağlamak için sürekli çalışan aktif bir geliştirme topluluğu tarafından desteklenmektedir. Ek olarak, açık kaynak yapısı, tescilli NoSQL çözümlerinde görülmeyen bir avantaj olan “satıcıya kilitlenme” olasılığını en aza indirir.
CouchDB’nin kullanımı ücretsizdir ve mevcut veri yönetimi altyapısıyla hızla entegre olabilir. Daha fazla kullanıcı kontrolü aynı zamanda değişen iş ihtiyaçları için daha fazla esneklik ve uygulanabilirlik anlamına gelir. İşletmeler ölçeklenebilir, güvenilir ve dayanıklı altyapı oluşturmak için CouchDB’ye güvenir.
3. Oracle NoSQL Database
Bu tescilli NoSQL veri tabanı, anahtar-değer ve JSON tablosu veri modellerini destekler ve şirket içinde veya bulut üzerinde çalışacak şekilde oluşturulmuştur. Geliştiriciler, sütun, belge ve anahtar-değer veri modellerini kullanarak uygulamalar oluşturmak için Oracle NoSQL Database Cloud Service’dan yararlanır.
4. Riak
Basho Technologies tarafından oluşturulan bu anahtar/değer deposu NoSQL veri tabanı açık kaynaklıdır ve Erlang’da yazılmıştır. Performansını bu alandaki diğer bazı çözümlerden ayıran, otomatik veri dağıtımı ve yerleşik hataya dayanıklı çoğaltma özelliğine sahiptir.
Bu NoSQL veri tabanı çözümü web üzerinden ölçeklendirilebilir ve Dynamo veri tabanı sistemine dayalıdır. Çeşitli iş ortamlarında yüksek oranda dağıtılmış, ölçeklenebilir ve güvenilirdir. Çözüm web, mobil ve bulut için oluşturulmuştur. Ücretsiz, açık kaynak sürümünün yanı sıra, Riak’ın kurumsal kullanım için ticari bir sürümü de vardır.
Riak’ın hata toleransı, birkaç düğümdeki yüksek dağılımından ve tek bir hata noktasından kaçınmaya yardımcı olan yöneticisiz uygulamasından kaynaklanır. Dağıtılmış bulut veri mimarileri ve yüksek hacimli okuma ve yazma uygulamaları için idealdir. Kullanıcılar genellikle bulut dosya sistemleri oluşturmak için Riak’ı tercih eder.
5. Objectivity InfiniteGraph
InfiniteGraph, grafik veri modellerine odaklanan oldukça özel bir grafik veri tabanıdır. Java’da uygulanır ve büyük, karmaşık ve yüksek düzeyde bağlantılı veri kümelerindeki gizli eğilimleri tespit etmek için idealdir. Bu NoSQL veri tabanı çözümü, doğası gereği dağıtılır ve C++ ve Java’da uygulanır.
InfiniteGraph ölçeklenebilir, platformlar arası, bulut desteklidir ve yüksek verimlilik seviyelerinin üstesinden gelmek için tasarlanmıştır. Tüm yolları veya iki öğeyi birbirine bağlayan en kısa yolu bulmak gibi aksi takdirde yürütülmesi zor olan sorguları hızlı ve verimli bir şekilde gerçekleştirme yeteneğine sahiptir.
InfiniteGraph, iş ortamlarında grafik problemlerini çözmeyi içeren hizmet ve uygulamalar için tercih edilen NoSQL çözümüdür. “DO” sorgu dili, karmaşık grafik ve değer tabanlı sorguları destekler. Grafik veri tabanlarının yanı sıra karmaşık nesne sorgularını da işleyebilir. Bu çözüm, yönetişim, sağlık hizmetleri, telekomünikasyon, siber güvenlik, finans, üretim ve ağ oluşturma dahil olmak üzere sektör dikeylerinde popüler olarak kullanılmaktadır.
NoSQL’in Geleceği
NoSQL, gelecekte muhtemelen SQL’in yerini alamayacak. Çünkü SQL, verileri düzenlemek için çok kullanışlıdır. Hatta alternatif depolama ve araştırma çözümleri geliştirildikçe NoSQL ortadan kaybolabilir, ancak şu anda hala çok kullanışlı, kullanımı kolay bir araştırma ve geliştirme aracıdır ve çoğunlukla sürümleri ücretsiz olarak mevcuttur.
Veri gölünün NoSQL yazılımının yerini alma olasılığı vardır. Genellikle verileri orijinal biçiminde depolar ve depodan çekilirken verileri bir SQL biçimine dönüştüren bir sorgu motoru kullanır. Normalde veri gölü için kullanılan bulut depolama türü, hem ucuz hem de güvenilir olan nesne depolama olarak adlandırılır. Ancak bunlar oldukça yeni kavramlardır ve kurulması zor olabilir. Veri gölü, gelişiminin henüz ilk aşamalarındadır ve makul fiyatlı ve kurulumu kolay hale gelmesi birkaç yıl alabilir.
Eline sağlık.