Base de datos NoSQL de Oracle

Oracle NoSQL Database es un sistema cliente-servidor, fragmentado y sin recursos compartidos . Los datos de cada fragmento se replican en cada uno de los nodos que lo componen. La clave principal de un registro se cifra mediante hash para identificar el fragmento al que pertenece. Oracle NoSQL Database está diseñado para admitir el cambio dinámico del número de fragmentos en respuesta a la disponibilidad de hardware adicional. Si el número de fragmentos cambia, los pares clave-valor se redistribuyen dinámicamente entre el nuevo conjunto de fragmentos, sin necesidad de apagar y reiniciar el sistema. Un fragmento se compone de un único nodo maestro electivo para atender las solicitudes de lectura y escritura, y varias réplicas (normalmente dos o más) que pueden atender las solicitudes de lectura. Las réplicas se mantienen actualizadas mediante replicación en tiempo real. Cada cambio en el nodo maestro se guarda localmente en el disco y también se propaga a las réplicas.

Oracle NoSQL Database proporciona replicación de base de datos con un único maestro y múltiples réplicas . ^{[ 9 ]} Los datos transaccionales se entregan a todos los nodos réplica con políticas de durabilidad flexibles por transacción. En caso de que falle el nodo réplica maestro, un proceso de elección de conmutación por error automatizado basado en PAXOS y basado en consenso minimiza el tiempo de inactividad. Tan pronto como se repara el nodo fallido, se reincorpora al fragmento, se actualiza y queda disponible para procesar solicitudes de lectura. De esta manera, las aplicaciones de Oracle NoSQL Database pueden tolerar fallos de nodos dentro de un fragmento y también múltiples fallos de nodos en distintos fragmentos.

La correcta ubicación de los servidores maestros y réplicas en el hardware del servidor (racks y conmutadores de interconexión) por parte de Oracle NoSQL Database tiene como objetivo aumentar la disponibilidad en servidores estándar.

El controlador de base de datos NoSQL de Oracle ^{[ 10 ]} particiona los datos en tiempo real y los distribuye uniformemente entre los nodos de almacenamiento. Tiene en cuenta la topología de red y la latencia, y dirige las operaciones de lectura y escritura al nodo de almacenamiento más adecuado para optimizar la distribución de la carga y el rendimiento.

La "elasticidad" se refiere a la expansión dinámica en línea del clúster implementado. ^{[ 12 ]} Agregar nodos de almacenamiento aumenta la capacidad, el rendimiento y la confiabilidad. Oracle NoSQL Database incluye una función de planificación de topología, con la cual un administrador puede modificar la configuración de una base de datos NoSQL mientras la base de datos está en línea. El administrador puede:

• Incrementar la distribución de datos: aumentando el número de fragmentos en el clúster, lo que incrementa el rendimiento de escritura.
• Incrementar el factor de replicación: asignando nodos de replicación adicionales a cada fragmento, lo que aumenta el rendimiento de lectura y la disponibilidad del sistema.
• Reequilibrar el almacén de datos: modificando la capacidad de los nodos de almacenamiento, el sistema puede reequilibrarse, reasignando los nodos de replicación a los nodos de almacenamiento ^{[ 13 ]} según corresponda.

Los administradores pueden mover nodos de replicación y/o particiones desde nodos sobreutilizados a nodos de almacenamiento subutilizados o viceversa.

Oracle NoSQL Database admite múltiples zonas para asignar de forma inteligente la replicación de procesos y datos, con el fin de mejorar la fiabilidad ante fallos de hardware, red y alimentación. Existen dos tipos de zonas: zonas primarias, que contienen nodos que pueden funcionar como maestros o réplicas y que normalmente se conectan mediante interconexiones rápidas; y zonas secundarias, que contienen nodos que solo pueden funcionar como réplicas. Las zonas secundarias se pueden utilizar para proporcionar acceso de lectura de baja latencia a datos en una ubicación remota o para descargar cargas de trabajo de solo lectura, como análisis, generación de informes e intercambio de datos, para una mejor gestión de la carga de trabajo.

Oracle NoSQL Database admite la serialización de datos Avro ^{[ 14 ]} , que proporciona un formato de datos binarios compacto basado en esquemas. Los esquemas se definen mediante JSON . Oracle NoSQL Database admite la evolución de esquemas. Topología inteligente configurable Los administradores del sistema indican cuánta capacidad está disponible en un nodo de almacenamiento determinado, lo que permite que los nodos más capaces alojen varios nodos de replicación. Una vez que el sistema conoce la capacidad de los nodos de almacenamiento en una configuración, asigna automáticamente nodos de replicación de forma inteligente. Esto tiene como objetivo un mejor equilibrio de carga, un mejor uso de los recursos del sistema y minimizar el impacto del sistema en caso de fallo de un nodo de almacenamiento. La topología inteligente admite centros de datos , lo que garantiza que se asigne inicialmente un conjunto completo de réplicas a cada centro de datos.

Oracle NoSQL Database proporciona funcionalidades para realizar una actualización progresiva, lo que permite a un administrador del sistema actualizar los nodos del clúster mientras la base de datos permanece disponible. ^{[ 15 ]}

La versión 3.0 introdujo la estructura de datos tabular , que simplifica el modelado de datos de la aplicación al aprovechar los conceptos de diseño de esquema existentes. El modelo de tabla se superpone a la estructura distribuida de clave-valor, heredando todas sus ventajas y simplificando el diseño de la aplicación al permitir una integración perfecta con aplicaciones SQL conocidas.

La indexación basada únicamente en clave primaria limita el número de rutas de acceso de baja latencia. En ocasiones, las aplicaciones necesitan rutas que no se basen en clave primaria para satisfacer requisitos específicos. OND admite índices secundarios en cualquier campo de valor. ^{[ 17 ]}

Las API basadas en flujos de Oracle NoSQL Database EE permiten leer y escribir objetos grandes (LOB), como archivos de audio y vídeo, sin necesidad de cargar el archivo completo en memoria. Esto tiene como objetivo reducir la latencia de las operaciones en cargas de trabajo mixtas con objetos de tamaños variables. ^{[ 18 ]}

Oracle NoSQL Database proporciona transacciones compatibles con ACID para operaciones completas de creación, lectura, actualización y eliminación (CRUD) , con garantías de transacción ajustables de durabilidad y consistencia. Una secuencia de operaciones puede funcionar como una única unidad atómica siempre que todos los registros afectados compartan la misma ruta de clave principal. ^{[ 19 ]}

Oracle NoSQL Database admite Oracle REST Data Services (ORDS). ^{[ 21 ]} Esto permite a los clientes crear una aplicación basada en REST que puede acceder a datos tanto en Oracle Database como en OND.

Admite consultas espaciales en datos GeoJSON compatibles con RFC7946 . Se admiten funciones espaciales e indexación para datos GeoJSON.

Las clases KVAvroInputFormat y KVInputFormat ^{[ 22 ]} están disponibles para leer datos de OND de forma nativa en trabajos Hadoop MapReduce. Un uso de esta clase es leer registros de bases de datos NoSQL en Oracle Loader para Hadoop. ^{[ 23 ]}

Oracle Big Data SQL es una capa de acceso SQL común para datos almacenados en Hadoop , HDFS, Hive y OND. Esto permite a los clientes consultar datos NoSQL de Oracle desde Hive o Oracle Database . Los usuarios pueden ejecutar trabajos MapReduce sobre datos almacenados en OND configurados para un acceso seguro. La última versión también admite tipos de datos tanto primitivos como complejos.

Oracle NoSQL Database EE admite tablas externas, lo que permite obtener datos NoSQL de Oracle desde la base de datos Oracle mediante sentencias SQL como Select, Select Count(*), etc. Una vez que los datos NoSQL se exponen a través de tablas externas, se puede acceder a ellos mediante controladores JDBC estándar o visualizarlos mediante herramientas de inteligencia empresarial.

Oracle Event Processing (OEP) proporciona acceso de lectura a Oracle NoSQL Database a través del cartucho NoSQL Database. Una vez configurado el cartucho, se pueden usar consultas CQL. Oracle Semantic Graph incluye un adaptador Jena para Oracle NoSQL Database ^{[ 24 ]} para almacenar grandes volúmenes de datos RDF (como tripletes/cuádruples). Este adaptador permite un acceso rápido a los datos de grafos almacenados en OND mediante consultas SPARQL . La integración con Oracle Coherence permite usar OND como caché para las aplicaciones de Oracle Coherence , lo que permite que las aplicaciones accedan directamente a los datos almacenados en caché desde OND.