SQL so với NoSQL – lựa chọn nào là tốt nhất cho hệ cơ sở dữ liệu đám mây?

Giang

1743

16-03-2019

Nếu bạn đang cân nhắc việc di chuyển dữ liệu lên các đám mây, một trong những yếu tố quan trọng nhất bạn phải xem xét là xác định các thành phần dữ liệu đám mây cần triển khai. Và trong quyết định này, bạn sẽ cần xác định loại cơ sở dữ liệu nào mà bạn sẽ chủ yếu sử dụng để lưu trữ dữ liệu của mình. Cùng Bizfly Cloud tìm lựa chọn tốt nhất cho hệ cơ sở dữ liệu đám mây.

Các yếu tố cần xem xét khi chọn cơ sở dữ liệu SQL hay NoSQL

Cấu trúc dữ liệu

Yếu tố tiên quyết khi lựa chọn giữa SQL so với NoSQL là xác định tình trạng dữ liệu. Nếu dữ liệu chủ yếu là các dữ liệu cấu trúc, cơ sở dữ liệu SQL có thể là lựa chọn thích hợp.

Cơ sở dữ liệu SQL rất phù hợp cho các hệ thống hướng giao dịch (transaction-oriented), chẳng hạn như các công cụ quản lý quan hệ khách hàng, phần mềm kế toán và nền tảng thương mại điện tử. Mỗi hàng trong một SQL là một thực thể riêng biệt (ví dụ: một khách hàng) và mỗi cột là một thuộc tính mô tả thực thể đó (ví dụ: địa chỉ, chức danh công việc, mặt hàng đã mua, v.v.).

Do các mối quan hệ khác biệt, được cấu trúc giữa các hàng và cột trong một bảng, cơ sở dữ liệu SQL là lựa chọn tốt nhất khi bạn cần tuân thủ ACID. ACID là viết tắt của:

• Atomicity – Tính toàn vẹn: mỗi giao dịch được thực hiện thành công hoặc được khôi phục hoàn toàn.
• Consistency - Tính nhất quán: dữ liệu được ghi vào cơ sở dữ liệu phải được xác định là hợp lệ với các quy chuẩn định sẵn.
• Isolation - Tính độc lập: Khi các giao dịch được thực hiện đồng thời, chúng không tranh chấp với nhau và hoạt động như thể chúng đang được chạy liên tục.
• Durability - Tính bền vững: Một khi giao dịch đã được ủy thác cho cơ sở dữ liệu, giao dịch đó được xác định là vĩnh viễn, ngay cả trong trường hợp xảy ra lỗi hệ thống.

Tuân thủ quy tắc ACID đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu của bạn bằng cách xác định chính xác giao dịch nào đã diễn ra và tương tác với cơ sở dữ liệu như thế nào. Điều này ngăn chặn các bảng cơ sở dữ liệu trở nên không đồng bộ, và điều này cũng cực kỳ quan trọng đối với các giao dịch tài chính. Tuân thủ ACID đảm bảo tính hợp lệ của các giao dịch ngay cả khi có sự cố, lỗi hệ thống, thảm họa tự nhiên…

Nếu dữ liệu của bạn được cấu trúc chặt chẽ và việc tuân thủ ACID là bắt buộc, SQL chắc chắn là một lựa chọn tuyệt vời.

Mặt khác, nếu các yêu cầu dữ liệu của bạn không rõ ràng hoặc nếu dữ liệu của bạn không có cấu trúc, NoSQL sẽ là lựa chọn tốt nhất lúc này.

Dữ liệu lưu trữ trong cơ sở dữ liệu NoSQL không cần một lược đồ được xác định trước như bạn làm với cơ sở dữ liệu SQL. Thay vào đó, dữ liệu có thể là các cột lưu trữ, các document-oriented, dữ liệu dạng biểu đồ hoặc cặp giá trị. Nhờ vậy, việc quản lý cơ sở dữ liệu linh hoạt hơn nhiều và giảm bớt các hoạt động lập kế hoạch trước.

Với NoSQL, bạn có thể:

• Tạo dữ liệu mà không cần xác định trước cấu trúc của chúng một cách kỹ càng
• Thêm các trường vào cơ sở dữ liệu mà không thay đổi các trường của các dữ liệu hiện có
• Lưu trữ dữ liệu giữ nguyên cấu trúc độc đáo của riêng dữ liệu đó
• Có nhiều cơ sở dữ liệu với các cấu trúc và cú pháp khác nhau

Cơ sở dữ liệu NoSQL phù hợp hơn nhiều để lưu trữ dữ liệu như nội dung bài viết, bài đăng trên các kênh media, dữ liệu cần kiểm duyệt và các loại dữ liệu phi cấu trúc khác khó mà xếp vừa trong một bảng. Cơ sở dữ liệu NoSQL được xây dựng với tính linh hoạt, khả năng mở rộng và tuân theo mô hình nhất quán BASE, có nghĩa là:

• Basic Availability - Tính sẵn sàng ở mức cơ bản: Trong khi cơ sở dữ liệu đảm bảo tính khả dụng cho dữ liệu, cơ sở dữ liệu có thể không nhận được dữ liệu được yêu cầu, dữ liệu có thể ở trạng thái thay đổi hoặc không nhất quán.
• Soft state - Trạng thái mềm: Trạng thái của cơ sở dữ liệu có thể thay đổi theo thời gian.
• Eventual consistency - Tính nhất quán: Cơ sở dữ liệu sẽ trở nên nhất quán và dữ liệu sẽ được lan truyền khắp mọi nơi tại một thời điểm nào đó trong tương lai.

Mô hình BASE được xây dựng để tạo ra tính linh hoạt tối đa. Nhưng trên thực tế có một số cơ sở dữ liệu NoSQL vẫn tuân thủ hệ quy chuẩn ACID. Cấu trúc dữ liệu của bạn là yếu tố quan trọng nhất trong việc quyết định nên sử dụng cơ sở dữ liệu SQL hay NoSQL, vì vậy hãy suy nghĩ nhiều về vấn đề này trước khi đưa ra quyết định.

Khả năng truy vấn dữ liệu

Yếu tố tiếp theo bạn cần xem xét là tần suất bạn truy vấn dữ liệu, tốc độ bạn cần chạy truy vấn và ai sẽ chịu trách nhiệm chạy các truy vấn này.

Nếu dữ liệu được cấu trúc và tổ chức đặc thù, việc truy vấn dữ liệu bằng SQL sẽ rất hiệu quả.

SQL là một ngôn ngữ lập trình phổ biến đã tồn tại hơn 45 năm, vì vậy, nó có tính chuẩn mực cao và cực kỳ nổi tiếng. Cơ sở dữ liệu này thực hiện các truy vấn hiệu quả, lấy và chỉnh sửa dữ liệu một cách nhanh chóng. Phần mềm rất nhẹ và sử dụng ngôn ngữ khai báo, do đó rất dễ học. Bởi vậy, ngay cả những người không chuyên kỹ thuật như các nhà phân tích kinh doanh và tiếp thị cũng có thể chạy được các truy vấn.

Cơ sở dữ liệu NoSQL cung cấp khả năng linh hoạt cho các loại dữ liệu bạn lưu trữ, nhưng do sự khác biệt lớn về cấu trúc dữ liệu, truy vấn không hiệu quả như với cơ sở dữ liệu SQL. Khi xây dựng cơ sở dữ liệu NoSQL, các nhà phát triển ban đầu tập trung vào khả năng mở rộng và tính linh hoạt, chứ không phải hiệu quả truy vấn. Vì vậy, để chạy các truy vấn NoSQL, bạn sẽ phải xử lý thêm trên dữ liệu. Tùy thuộc vào cơ sở dữ liệu NoSQL đang sử dụng, bạn có thể phải triển khai một số cấp độ MapReduce. Nhiều nhà phát triển xây dựng chức năng truy vấn trong lớp ứng dụng, thay vì lớp cơ sở dữ liệu. Đã có một số nỗ lực trong việc chuẩn hóa truy vấn NoSQL, chẳng hạn như XQuery hoặc JSONiq, nhưng những công cụ này không được áp dụng rộng rãi. Truy vấn cơ sở dữ liệu NoSQL thường đòi hỏi các nhà phát triển hoặc nhà khoa học dữ liệu vận hành, việc này sẽ tốn kém hơn và kém hiệu quả hơn.

Tần suất bạn thực hiện truy vấn dữ liệu và ai sẽ chạy các truy vấn này? Các câu trả lời cho những câu hỏi này sẽ ảnh hưởng đến quyết định sử dụng SQL hay NoSQL.

Khả năng mở rộng

Cơ sở dữ liệu SQL và NoSQL có khả năng mở rộng khác nhau, do đó, bạn sẽ phải cân nhắc về khả năng phát triển của tập dữ liệu trong tương lai.

Cơ sở dữ liệu SQL mở rộng theo chiều dọc, nghĩa là bạn sẽ cần tăng dung lượng của một máy chủ (tăng CPU, RAM hoặc SSD) để mở rộng cơ sở dữ liệu. Cơ sở dữ liệu SQL được thiết kế để chạy trên một máy chủ duy nhất để duy trì tính toàn vẹn của dữ liệu, do đó, chúng không dễ dàng mở rộng quy mô.

Cơ sở dữ liệu NoSQL có quy mô theo chiều ngang, nghĩa là bạn có thể thêm nhiều máy chủ để cung cấp dung lượng cho cơ sở dữ liệu đang mở rộng. Đây là một lợi thế rất lớn mà NoSQL có so với SQL. Khả năng của cơ sở dữ liệu NoSQL theo quy mô chiều ngang có liên quan đến sự thiếu cấu trúc dữ liệu. Bởi vì NoSQL yêu cầu cấu trúc dữ liệu ít hơn nhiều so với SQL, mỗi đối tượng được lưu trữ khá khép kín và độc lập. Do đó, các đối tượng có thể dễ dàng được lưu trữ trên nhiều máy chủ mà không cần phải liên kết với nhau. Và đây không phải là ưu thế của SQL, trong đó mỗi hàng và cột cần phải có mối liên hệ.

Để hình tượng hóa cho mô hình theo chiều dọc và chiều ngang, ta có thể lấy ví dụ 1 chiếc bánh cưới. Với SQL, bạn có thể tạo ra nhiều phần ăn cho nhiều người hơn bằng cách thêm nhiều lớp vào bánh cưới. Trong khi với NoSQL, bạn có thể tạo ra một loạt bánh cưới.

Khi doanh nghiệp của bạn phát triển, cơ sở dữ liệu của bạn cũng vậy. Vì vậy, hãy chắc chắn rằng bạn xem xét nhu cầu mở rộng một cách kỹ lưỡng. 

Theo Bizfly Cloud chia sẻ

Xem thêm: Các kiểu dữ liệu trong SQL và những thông tin cần biết