Cassandra - Modello di dati

Il modello di dati di Cassandra è significativamente diverso da quello che normalmente vediamo in un RDBMS. Questo capitolo fornisce una panoramica di come Cassandra memorizza i propri dati.

Grappolo

Il database Cassandra è distribuito su più macchine che operano insieme. Il contenitore più esterno è noto come Cluster. Per la gestione degli errori, ogni nodo contiene una replica e, in caso di errore, la replica prende in carico. Cassandra dispone i nodi in un cluster, in un formato ad anello, e assegna loro i dati.

Keyspace

Keyspace è il contenitore più esterno per i dati in Cassandra. Gli attributi di base di un Keyspace in Cassandra sono:

Replication factor - È il numero di macchine nel cluster che riceveranno copie degli stessi dati.
Replica placement strategy- Non è altro che la strategia per posizionare le repliche sul ring. Abbiamo strategie comesimple strategy (strategia rack-aware), old network topology strategy (strategia basata su rack) e network topology strategy (strategia condivisa dal datacenter).
Column families- Keyspace è un contenitore per un elenco di una o più famiglie di colonne. Una famiglia di colonne, a sua volta, è un contenitore di una raccolta di righe. Ogni riga contiene colonne ordinate. Le famiglie di colonne rappresentano la struttura dei dati. Ogni spazio delle chiavi ha almeno una e spesso molte famiglie di colonne.

La sintassi per creare un Keyspace è la seguente:

CREATE KEYSPACE Keyspace name
WITH replication = {'class': 'SimpleStrategy', 'replication_factor' : 3};

La figura seguente mostra una vista schematica di un Keyspace.

Famiglia di colonne

Una famiglia di colonne è un contenitore per una raccolta ordinata di righe. Ogni riga, a sua volta, è una raccolta ordinata di colonne. La tabella seguente elenca i punti che differenziano una famiglia di colonne da una tabella di database relazionali.

Tabella relazionale	Famiglia colonna Cassandra
Uno schema in un modello relazionale è fisso. Una volta definite determinate colonne per una tabella, durante l'inserimento dei dati, in ogni riga tutte le colonne devono essere riempite almeno con un valore nullo.	In Cassandra, sebbene le famiglie di colonne siano definite, le colonne non lo sono. È possibile aggiungere liberamente qualsiasi colonna a qualsiasi famiglia di colonne in qualsiasi momento.
Le tabelle relazionali definiscono solo le colonne e l'utente compila la tabella con i valori.	In Cassandra, una tabella contiene colonne o può essere definita come una famiglia di super colonne.

Una famiglia di colonne Cassandra ha i seguenti attributi:

keys_cached - Rappresenta il numero di posizioni da conservare nella cache per SSTable.
rows_cached - Rappresenta il numero di righe il cui intero contenuto verrà memorizzato nella cache.
preload_row_cache - Specifica se si desidera prepopolare la cache delle righe.

Note − A differenza delle tabelle relazionali in cui lo schema di una famiglia di colonne non è fisso, Cassandra non forza le singole righe ad avere tutte le colonne.

La figura seguente mostra un esempio di una famiglia di colonne Cassandra.

Colonna

Una colonna è la struttura dati di base di Cassandra con tre valori, vale a dire il nome della chiave o della colonna, il valore e un timestamp. Di seguito è riportata la struttura di una colonna.

SuperColumn

Una supercolonna è una colonna speciale, quindi è anche una coppia chiave-valore. Ma una super colonna memorizza una mappa di sottocolonne.

Generalmente le famiglie di colonne vengono memorizzate su disco in singoli file. Pertanto, per ottimizzare le prestazioni, è importante mantenere le colonne che è probabile che interrogherai insieme nella stessa famiglia di colonne e una super colonna può essere utile qui. Di seguito è riportata la struttura di una super colonna.

Modelli di dati di Cassandra e RDBMS

La tabella seguente elenca i punti che differenziano il modello di dati di Cassandra da quello di un RDBMS.

RDBMS	Cassandra
RDBMS si occupa di dati strutturati.	Cassandra si occupa di dati non strutturati.
Ha uno schema fisso.	Cassandra ha uno schema flessibile.
In RDBMS, una tabella è un array di array. (RIGA x COLONNA)	In Cassandra, una tabella è un elenco di "coppie chiave-valore nidificate". (ROW x tasto COLUMN x valore COLUMN)
Il database è il contenitore più esterno che contiene i dati corrispondenti a un'applicazione.	Keyspace è il contenitore più esterno che contiene i dati corrispondenti a un'applicazione.
Le tabelle sono le entità di un database.	Le tabelle o le famiglie di colonne sono l'entità di uno spazio delle chiavi.
Row è un record individuale in RDBMS.	Row è un'unità di replica in Cassandra.
La colonna rappresenta gli attributi di una relazione.	Column è un'unità di archiviazione in Cassandra.
RDBMS supporta i concetti di chiavi esterne, join.	Le relazioni sono rappresentate utilizzando le raccolte.