cloud conf - datenbanken in der cloud
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Data-Storage jenseits von SQL.TRANSCRIPT
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Mathias Meyer, 25.11.2009Peritor GmbH
Datenbanken in der CloudData-Storage jenseits von SQL
Mittwoch, 25. November 2009
NEUE GENERATION von post-relationalen Datenbanken
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Wer?
“Chief Cloud Officer” bei Peritor
Ruby-Entwickler
Open-Source-Contributor (http://github.com/mattmatt)
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Mittwoch, 25. November 2009
PERITOR ist erster Amazon Web Services Solution Provider in Europa
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Peritor
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Cloud-Management und -Deployment made easy
http://scalarium.com
Mittwoch, 25. November 2009
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Cloud-Datenbanken?
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Built for the Web
Skalierbar
Performant
Flexibles Datenschema
Mittwoch, 25. November 2009
WEB bedarf neuer Denkweisen über DatenSTORAGE muss Verteilung und Robustheit bietenVERFÜGBARKEIT ist King
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Cloud-Datenbanken?
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DynamoCouchDBDynomite
Tokyo Tyrant
MongoDB
Riak
Amazon SimpleDB
Redis Memcached
BigTableAmazon S3
Cassandra
Lotus Notes
Excel ;)Neo4j
Project Voldemort HBase
Mittwoch, 25. November 2009
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Der Status-Quo
Relationale Datenstrukturen
SQL
Transaktionssicherheit
Locking
6
Mittwoch, 25. November 2009
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Das Problem
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Mittwoch, 25. November 2009
DATENSTRUKTUREN verändern sichSCHEMATA sind nicht fixDATENTYPEN sind nicht immer fixMIGRATIONSZEITEN steigen mit der Menge DatenKOMPLEXE Datenstrukturen lassen sich nur schwer abbilden
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Das Problem
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Mittwoch, 25. November 2009
TRANSAKTIONSSICHERHEIT oftmals unnötigLOCKING bremst Performance, erschwert ReplikationINDEX-UPDATES sind oftmals immediate und verzögern die TransaktionMEHR INDIZES bedeuten mehr Arbeit (Updates, Index-Auswahl bei Query)
http://www.flickr.com/photos/31667878@N03/4113087794
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Die Lösung
9
”Simplicity is prerequisite for reliability“— Edsger W. Dijkstra
Mittwoch, 25. November 2009
SIMPLIZITÄT statt KomplexitätDATEN statt Struktur
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Die Lösung
key => “value”
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Mittwoch, 25. November 2009
KEY/VALUE für einfache Datenstrukturen
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Dokumente
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Mittwoch, 25. November 2009
DOKUMENTE statt fixe TabellenstrukturenDOKUMENTE enthalten alle relevanten Daten (self-contained)SCHEMAPFLEGE entfälltDATENMIGRATION nicht
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Dokumente
11
Mittwoch, 25. November 2009
DOKUMENTE statt fixe TabellenstrukturenDOKUMENTE enthalten alle relevanten Daten (self-contained)SCHEMAPFLEGE entfälltDATENMIGRATION nicht
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Dokumente
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Mittwoch, 25. November 2009
DOKUMENTE statt fixe TabellenstrukturenDOKUMENTE enthalten alle relevanten Daten (self-contained)SCHEMAPFLEGE entfälltDATENMIGRATION nicht
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Dokumente
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Mittwoch, 25. November 2009
DOKUMENTE statt fixe TabellenstrukturenDOKUMENTE enthalten alle relevanten Daten (self-contained)SCHEMAPFLEGE entfälltDATENMIGRATION nicht
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Integrität
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Mittwoch, 25. November 2009
Atomicity, Consistency, Isolation, DurabilityACID ist King, oder auch nichtACID vs. PerformanceACID ist lokalEVENTUAL CONSISTENCY statt verteilter Transaktionen
http://www.flickr.com/photos/peapea/40955407/
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Eventual Consistency
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Mittwoch, 25. November 2009
UPDATES propagieren irgendwann über alle KnotenEXISTIERT bereits in RDBMS
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Append-Only
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Mittwoch, 25. November 2009
SPEICHERPLATZ ist billigUPDATE der Daten = NEUE RevisionKEIN Locking weil kein Update In-Place
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Append-Only
15
Update
Mittwoch, 25. November 2009
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Append-Only
16
Update
Mittwoch, 25. November 2009
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Skalierbarkeit
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Mittwoch, 25. November 2009
OPTIMIERT fuer hohe Concurrency (Read > Write)REPLIKATION als Feature nicht als Add-OnSKALIERBARKEIT durch Auto-Sharding und/oder Sharding/Hashing
http://www.flickr.com/photos/calliope/3573471166
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Tools
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Mittwoch, 25. November 2009
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Tools
19
DynamoCouchDBDynomite
Tokyo Tyrant
MongoDB
Riak
Amazon SimpleDB
Redis Memcached
BigTableAmazon S3
Cassandra
Lotus Notes
Excel ;)Neo4j
Project Voldemort HBase
Mittwoch, 25. November 2009
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Tools
20
DynamoCouchDBDynomite
Tokyo Tyrant
MongoDB
Riak
Amazon SimpleDB
Redis Memcached
BigTableAmazon S3
Cassandra
Lotus Notes
Excel ;)Neo4j
Project Voldemort HBase
Mittwoch, 25. November 2009
![Page 24: Cloud Conf - Datenbanken in der Cloud](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020122/55512ad7b4c905f1528b4c10/html5/thumbnails/24.jpg)
Redis
Simpler Key-Value-Store
Speichert Strings, Listen und Sets
Semi-Persistent
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Mittwoch, 25. November 2009
SIMPEL weil einfach gehaltenATOMARE Operationen auf Strings, Listen und Sets möglichPERSISTENT über Snapshots und/oder Append-LogsDATENSET wird im Speicher gehalten
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Redis
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Mittwoch, 25. November 2009
SPEED ist KingOPERATIONEN in Redis sind auf Speed und Simplizität getrimmtSINGLE ProzessREPLIKATION über Master/Slave
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Redis
set foo 4
1000
+OK
23
Mittwoch, 25. November 2009
DATENGRÖßE je Key auf 1GB beschränkt
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Redis
set foo 4
1000
+OK
23
Request
Response
Mittwoch, 25. November 2009
DATENGRÖßE je Key auf 1GB beschränkt
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Amazon SimpleDB
Database as a Service
Hoch-Skaliert
Always On
HTTP-API
24
Mittwoch, 25. November 2009
VERTEILTE DatenbankABRECHNUNG nach Computing Hours und Traffic
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Amazon SimpleDB
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Mittwoch, 25. November 2009
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Amazon SimpleDB
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Mittwoch, 25. November 2009
NEUE ATTRIBUTE erfordern keine Schema-ÄnderungBASIS aller Schemalosen DatenbankenSTRINGS ist der einzige Datentyp in SimpleDBNUMMERN sollten mit Paddings versehen werdenDATUM muss als String formatiert werden
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Amazon SimpleDB
27
MembershipsItem #1
Name: Paul, Address: 234 Performance Rd.
Item #2Name: John, Address: 567 Couch St.
Item #3Name: Frank, Address: 321 Cloud Ave.
Item #4Name: Tom, Address: 123 Scale St.
Mittwoch, 25. November 2009
DOMAINS sind der Spreadsheet
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Amazon SimpleDB
27
MembershipsItem #1
Name: Paul, Address: 234 Performance Rd.
Item #2Name: John, Address: 567 Couch St.
Item #3Name: Frank, Address: 321 Cloud Ave.
Item #4Name: Tom, Address: 123 Scale St.
Domain
Mittwoch, 25. November 2009
DOMAINS sind der Spreadsheet
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Amazon SimpleDB
28
MembershipsItem #1
Name: Paul, Address: 234 Performance Rd.
Item #2Name: John, Address: 567 Couch St.
Item #3Name: Frank, Address: 321 Cloud Ave.
Item #4Name: Tom, Address: 123 Scale St.
Mittwoch, 25. November 2009
ITEMS sind die Einträge
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Amazon SimpleDB
28
MembershipsItem #1
Name: Paul, Address: 234 Performance Rd.
Item #2Name: John, Address: 567 Couch St.
Item #3Name: Frank, Address: 321 Cloud Ave.
Item #4Name: Tom, Address: 123 Scale St.
Item
Mittwoch, 25. November 2009
ITEMS sind die Einträge
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Amazon SimpleDB
29
Memberships
Item #2Name: John, Address: 567 Couch St.
Item #3Name: Frank, Address: 321 Cloud Ave.
Item #4Name: Tom, Address: 123 Scale St.
Item #1Name: Paul, Address: 234 Performance Rd.
Mittwoch, 25. November 2009
ATTRIBUTE die EigenschaftenVALUES die Werte der EigenschaftenATTRIBUTE können mehrere Values haben
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Amazon SimpleDB
29
Memberships
Item #2Name: John, Address: 567 Couch St.
Item #3Name: Frank, Address: 321 Cloud Ave.
Item #4Name: Tom, Address: 123 Scale St.
Item #1Name: Paul, Address: 234 Performance Rd.
Attribute
Mittwoch, 25. November 2009
ATTRIBUTE die EigenschaftenVALUES die Werte der EigenschaftenATTRIBUTE können mehrere Values haben
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Amazon SimpleDB
29
Memberships
Item #2Name: John, Address: 567 Couch St.
Item #3Name: Frank, Address: 321 Cloud Ave.
Item #4Name: Tom, Address: 123 Scale St.
Item #1Name: Paul, Address: 234 Performance Rd.
Attribute Value
Mittwoch, 25. November 2009
ATTRIBUTE die EigenschaftenVALUES die Werte der EigenschaftenATTRIBUTE können mehrere Values haben
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Amazon SimpleDB
Wie komme ich an die Daten?
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Mittwoch, 25. November 2009
![Page 39: Cloud Conf - Datenbanken in der Cloud](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020122/55512ad7b4c905f1528b4c10/html5/thumbnails/39.jpg)
Amazon SimpleDB
GetAttributes: ItemName=1
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Mittwoch, 25. November 2009
![Page 40: Cloud Conf - Datenbanken in der Cloud](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020122/55512ad7b4c905f1528b4c10/html5/thumbnails/40.jpg)
Amazon SimpleDB
select * from memberships where Name = ‘Paul’
32
Mittwoch, 25. November 2009
SUPPORT für rudimentäre Queries
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Amazon SimpleDB
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Simplizität durch Restriktionen
Mittwoch, 25. November 2009
SIMPLIZITÄT durch Restriktionen10GB pro Domain10 Mio. Attribute pro Domain1024 Bytes pro Attribute/Value256 Attribute-Value-Pairs pro ItemVENDOR Lock-In (Daten einfach rein, aber schwerer wieder raus)
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Skalierung mit Eventual Consistency
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Amazon SimpleDB
Mittwoch, 25. November 2009
DATENÄNDERUNGEN propagieren nicht sofortMEHRERE Sekunden kann es dauernGUT GEEIGNET für read-later Daten
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35
CouchDBrelax
Mittwoch, 25. November 2009
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CouchDB
Dokument-orientiert
36
Mittwoch, 25. November 2009
ERLANG als BasisHOHE CONCURRENCY als Philosophie
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37
”CouchDB is built of the Web“— Jacob Kaplan-Moss
Mittwoch, 25. November 2009
RESTful HTTP-APIVIELE ELEMENTE von HTTP werden verwendetJSON und UTF-8 für Storage und Transfer
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CouchDB
38
{ "_id": "BCCD12CBB", "_rev": "1-‐AB764C", "type": "person", "name": "Darth Vader", "age": 63, "headware": ["Helmet", "Sombrero"], "dark_side": true}
Mittwoch, 25. November 2009
DOKUMENTE in JSONATTRIBUTE mit _ sind reserviert_ID ist der Identifier eines Dokumentes_REV die Revisionsnummer
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CouchDB
39
{ "_id": "BCCD12CBB", "_rev": "1-‐AB764C", "type": "person", "name": "Darth Vader", "age": 63, "headware": ["Helmet", "Sombrero"], "dark_side": true}
Mittwoch, 25. November 2009
DOKUMENTE in JSONATTRIBUTE mit _ sind reserviert_ID ist der Identifier eines Dokumentes_REV die Revisionsnummer
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CouchDB
40
{ "_id": "BCCD12CBB", "_rev": "1-‐AB764C", "type": "person", "name": "Darth Vader", "age": 63, "headware": ["Helmet", "Sombrero"], "dark_side": true}
Mittwoch, 25. November 2009
DOKUMENTE in JSONATTRIBUTE mit _ sind reserviert_ID ist der Identifier eines Dokumentes_REV die Revisionsnummer
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CouchDB - CRUD
Erstellen/Aktualisieren:
PUT /starwars/BCCD12CBB
Lesen:
GET /starwars/BCCD12CBB
Löschen:
DELETE /starwars/BCCD12CBB
41
Mittwoch, 25. November 2009
![Page 50: Cloud Conf - Datenbanken in der Cloud](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020122/55512ad7b4c905f1528b4c10/html5/thumbnails/50.jpg)
CouchDB
Wie komme ich an meine Daten?
42
Mittwoch, 25. November 2009
![Page 51: Cloud Conf - Datenbanken in der Cloud](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020122/55512ad7b4c905f1528b4c10/html5/thumbnails/51.jpg)
CouchDB
43
Views!
Mittwoch, 25. November 2009
MAP/REDUCE über Views in JavaScript oder auch ErlangB-TREE Indizes für schnellen LookupVIEWS werden erst beim Lesen erstellt bzw. aktualisiert
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CouchDB
44
function(doc) { if (doc.headware) { for (var hat in doc.headware) { emit(hat, 1); } }}
Mittwoch, 25. November 2009
MAP Funktion kann beliebige Attribute mit beliebig vielen Werten indizieren
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CouchDB
45
function(keys, values, rereduce) { return sum(values);}
Mittwoch, 25. November 2009
REDUCE Funktion aggregiert Ergebnisse aus MAP
![Page 54: Cloud Conf - Datenbanken in der Cloud](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020122/55512ad7b4c905f1528b4c10/html5/thumbnails/54.jpg)
CouchDB
46
Mittwoch, 25. November 2009
B-TREES speichern Referenzen für Views und Key-LookupsTREE-Storage ist Append-OnlyNIEMALS Update In-Place
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CouchDB
47
Mittwoch, 25. November 2009
STORAGE ist Crash-ProofKONSISTENZ der Datenbank ist durch Append-Only garantiert
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CouchDB
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Mittwoch, 25. November 2009
OFFLINE by Default
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CouchDB
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Mittwoch, 25. November 2009
REPLIKATION ist ein zentrales Feature, kein Add-OnJEDER kann zu jeder Zeit zu jedem replizieren
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CouchDB
POST /_replication
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Mittwoch, 25. November 2009
REPLIKATION ist nichts weiter als ein POST-RequestKONTINUIERLICHE Replikation ist seit Release 0.10.0 möglich
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Und?
Daten sind wieder König
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Mittwoch, 25. November 2009
CONSTRAINTS werden gebrochenWEB benoetigt mehr Flexibilität als RDBMS
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Aber!
Kein goldener Hammer
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Mittwoch, 25. November 2009
RICHTIGES Tool für den richtigen Zweck
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Mittwoch, 25. November 2009
TOOLS kann man ignorieren
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Mittwoch, 25. November 2009
ODER AKZEPTIEREN dass kein Tool für alle Zwecke passtZUKUNFT gehört spezialisierten Tools
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Mittwoch, 25. November 2009