8-те най-популярни бази данни

Базите данни захранват почти всяка цифрова платформа на планетата:от уебсайтове, през блогове, до социални медии, до стрийминг услуги. Повечето крайни потребители познават бази данни като MySQL като инструмент за съхранение на данни. Това е доста точно, макар и фундаментално описание на това какво е база данни. Те обаче са много повече от това.

Различните типове бази данни

Общият термин база данни често смесва два отделни и отделни компонента:базата данни и системата за управление на бази данни (СУБД). Базата данни съхранява данните, а СУБД е инструментът или наборът от инструменти, който използвате за управление на данните. Тук е разгледана СУБД, защото включва инструментите, които позволяват на администраторите на база данни да комуникират с базата данни, за да могат да я управляват и управляват напълно.

Системите за управление на бази данни са разделени на три слоя:

Клиент :Прави заявки чрез командния ред или GUI екран, използвайки валидни SQL заявки.
Сървър :Отговаря за цялата логическа функционалност на сървъра.
Съхранение :Управлява съхранението на данни.

В рамките на тези слоеве има инструменти като манипулатор на нишки, език за заявки, анализатор, оптимизатор, кеш на заявки, буфер, кеш на метаданните на таблицата и ключов кеш. Тези части се събират, за да съставят мощна система за администратори, потребители и софтуер, които да използват за съхраняване и извличане на данни.

Един важен аспект на СУБД е езикът на заявките. Това е специалният език, използван за взаимодействие с база данни. Това е много специфичен език и трябва да се използва в съответствие със спецификациите, зададени от СУБД. Някои СУБД имат свои собствени езици за заявки, но най-популярните са:

SQL - Структурираният език за заявки е един от най-широко използваните езици за заявки на пазара и се използва от MS SQL и MySQL.
XQuery - Използва файловия формат XML за извличане и манипулиране на данни.
OQL – Езикът на обектни заявки е езикът по подразбиране за обектно-ориентирани бази данни, които често се използват в случаи на използване на големи данни.
SQL/XML - Комбинация от SQL и XQuery и поддържа SQL изрази върху XML данни.
GraphQL – Език с отворен код, който може да работи с API, както и среда за изпълнение, която може да се използва за заявки към съществуващи данни.
LINQ - Езиковата интегрирана заявка извлича и обработва данни от различни източници, като XML документи и релационни бази данни.

Релационни и нерелационни бази данни

СУБД използват два основни типа база данни:релационна и нерелационна. Разграничението между тези две е важно, тъй като те помагат да се определи най-добрият случай на използване на база данни.

Релационната база данни е тази, която съхранява информация в таблици, съдържащи свързани данни. Това, което дава името на релационната база данни, е, че релациите могат да се правят между две или повече таблици. Връзките свързват редове, принадлежащи на две различни таблици, в трета таблица. Релационните бази данни се използват най-добре, когато данните, които съдържат, не се променят често и когато точността на данните е от решаващо значение.

Нерелационните бази данни (наричани още NoSQL бази данни) съхраняват информацията си в нетабличен вид. Вместо това, нерелационните бази данни съхраняват данни в модели на данни, от които четирите най-често срещани типа са:

Ориентиран към документи - данните се съхраняват като JSON документи.
Ключ-стойност - данните се съхраняват в двойки ключове.
Графика - данните се съхраняват в структура възел-ръб-възел.
Широка колона - данните се съхраняват в табличен формат с гъвкави колони, които могат да варират от ред до ред.

Тъй като съхраняват данни по този начин, нерелационните бази данни са много по-гъвкави. Те могат да съхраняват голямо разнообразие от различни видове данни. Това ги прави идеални, когато е необходимо да се съхраняват огромни количества сложни данни, като например при работа с приложения за големи данни.

Какво да търсите в база данни

Първият въпрос, който трябва да зададете, е „Трябва ли да използвам релационна или нерелационна база данни?“ Релационна база данни се използва най-добре за случаи, които изискват ACID (Атомарност, последователност, изолация, издръжливост) съответствие, точност на данните, нормализиране и простота, но не изискват мащабируемост, гъвкавост и висока производителност. Добър пример за случай на използване на релационна база данни е динамичен, управляван от база данни уеб сайт като WordPress.

От друга страна, нерелационната база данни се използва най-добре, когато гъвкавостта, скоростта и мащабируемостта на данните са от решаващо значение. Добър пример за случай на използване на нерелационна база данни е базирано на облак приложение, което зависи от масивно мащабиране.

Осем популярни бази данни

Този списък от осемте най-популярни бази данни е разделен на 4 релационни и 4 нерелационни бази данни.

Релационни бази данни

По-долу са най-популярните релационни бази данни на пазара днес.

Oracle

Базата данни Oracle първоначално е разработена през 1977 г., което я прави най-старата база данни в списъка. От януари 2022 г. Oracle заема челното място като най-широко използваната система за управление на релационни бази данни в света (с рейтинг на Statista от 1266,89).

Oracle Database се предлага в пет издания:

Предприятие - включва всички функции на СУБД, както и опцията Oracle Real Application Clusters за висока наличност.
Лично - включва всички функции, без опцията Oracle Real Application Clusters.
Стандартно - включва основна функционалност.
Експресно - олекотена и безплатна ограничена версия както за Windows, така и за Linux.
Oracle Lite - за случаи на използване на мобилни устройства.

Основната причина, поради която Oracle Database държи челното място на пазарния дял е, че е една от най-мащабируемите релационни бази данни. Той постига това, като разделя своята архитектура между логическата и физическата. По този начин местоположението на данните става ирелевантно и прозрачно, което позволява по-модулна структура, която може да бъде модифицирана, без да се засяга самата база данни. Чрез изграждането на Oracle Database по този начин е възможно да се споделят ресурси за постигане на много по-гъвкава мрежа за данни.

Някои от открояващите се функции на Oracle Database включват:

Реално клъстериране на приложения (RAC) и преносимост, която прави възможно мащабирането без загуба на производителност и последователност на данните.
Ефективно кеширане на паметта.
Високоефективно разделяне, което прави възможно разделянето на по-големи таблици на множество части.
Горещо, студено и инкрементално архивиране чрез инструмента Recovery Manager.
Инструменти за контролиране на достъпа и използването на данни.

Предимствата на Oracle Database включват:

Използва езика за SQL заявки.
Висока производителност.
Преносим (може да работи с близо 20 мрежови протокола и множество хардуерни платформи).
Instance Caging прави възможно управлението на множество бази данни от един сървър.
Множество издания, които най-добре отговарят на вашия бизнес и/или случай на употреба.
Клъстериране за мащабируемост, балансиране на натоварването, резервиране и производителност.
Възстановяване при неуспех чрез инструмента RMAN (Recovery Manager).
Поддръжка на PL/SQL.

Недостатъците на Oracle Database включват:

Собственост - Oracle не е с отворен код.
Сложност - Това е една от по-сложните релационни бази данни на пазара.
Разходи - Oracle Database може да бъде до 10 пъти по-скъпо от MS SQL.

Разберете как да използвате Oracle Database Express Edition с Linode.

MySQL

MySQL е една от най-популярните релационни бази данни с отворен код на пазара. Според DB-Engines MySQL е класиран на второ място, зад Oracle Database, в техните най-използвани бази данни на пазара.

Издаден през май 1995 г., MySQL е зрял и надежден. Това е една от най-разчитаните налични опции. Написан на C и C++, MySQL работи на Linux, Solaris, macOS, Windows и FreeBSD и е лицензиран под GPLv2.

MySQL е релационна база данни и не се мащабира до степен на нерелационна база данни, но поддържа многонишкова работа, което прави възможно мащабирането й така, че да може да обработва до 50 милиона реда с файл по подразбиране ограничение за размера от 4 GB, с теоретично ограничение от 8 TB.

Някои от открояващите се функции на MySQL включват:

Сигурност - Използва солиден слой за защита на данните за защита на чувствителни данни и всички пароли са криптирани.Връщане назад - Позволява връщане на транзакциите.Ефективна памет - Има много малко изтичане на памет.Продуктивно - Използва тригери, съхранени процедури и изгледи за по-висока производителност.Разделяне на дялове - Поддържа разделяне за подобряване на производителността на много големи бази данни.GUI - MySQL Workbench GUI управлява базата данни.

Предимствата на използването на MySQL включват:

Безплатно - това е безплатна база данни с отворен код, която може да бъде инсталирана на толкова сървърни инстанции, колкото ви е необходимо.
Познаване - MySQL използва езика на SQL заявки, така че администраторите на db, запознати с езика, са наясно за нула време с тази СУБД. MySQL също следва типичната архитектура клиент/структура.
Скорост - Е една от най-бързите релационни бази данни, благодарение на уникална машина за съхранение.
Интеграция - MySQL се интегрира в хиляди приложения на трети страни, като системи за блогове, CRM, HRM, ERP и много други видове приложения.

Научете как да инсталирате MySQL екземпляр на Linode сървър.

Microsoft SQL Server

Microsoft SQL Server е СУБД, разработена от Microsoft. Тази база данни е собствено решение, но може да се инсталира както на Linux, така и на Windows. MS SQL Server беше пуснат за първи път на 24 април 1989 г. и сега се предлага като пет различни издания:

Стандартно - Основна функционалност, необходима за повечето приложения.
Мрежата - Опция с ниска цена, която се различава от стандартното издание по отношение на максимално допустимата памет за буферния пул и максимален изчислителен капацитет.
Предприятие - Поддържа широк спектър от функции на склад за данни и включва разширени функции като компресиране на данни, подобрена сигурност и поддръжка за по-голям размер на данни.
Разработчик - Проектиран за разработчици и включва възможност за създаване на съхранени процедури, функции и изгледи.
Експресно – Ограничено до физически лица или малки организации и не включва никоя от разширените функции.

MS SQL Server работи с езика на SQL заявки и използва операционната система SQL Server (SQLOS), която управлява паметта и I/O ресурси, задания и обработка на данни.

Предимствата на Microsoft SQL Server включват:

Вградена поддръжка за Visual Studio - Поддръжката за програмиране на данни е вградена във Visual Studio, така че администраторите на DB могат да създават, преглеждат и редактират схеми на база данни.
Услуга за пълнотекстово търсене - Позволява търсене на базирани на думи заявки.
Поддръжка на множество версии - Позволява инсталиране на множество версии на MS SQL Server на една машина.
Лесен монтаж - Може да се инсталира с едно щракване.
Възстановяване и възстановяване на данни - Вградени инструменти за възстановяване на данни.
Поддръжка - MS SQL Server има огромна общност от потребители с много помощ и поддръжка, достъпни от различни източници.

Недостатъците на MS SQL са малко, но трябва да бъдат взети предвид от всеки, който мисли за приемане на тази платформа за база данни. Тези недостатъци включват:

Скъпо и объркващо ценообразуване.
Лош потребителски интерфейс.
Предоставя само частичен контрол върху бази данни.

PostgreSQL

PostgreSQL (наричан още Postgres) е друга безплатна система за управление на база данни с отворен код, която първоначално служи като наследник на базата данни Ingres. PostgreSQL нарича себе си „Най-модерната релационна база данни с отворен код в света“ и в момента държи 14,70% пазарен дял за релационни бази данни.

Издаден през 1996 г., PostgreSQL се радва на много активен цикъл на разработка и голяма общност за поддръжка. Това, което отличава PostgreSQL от другите релационни бази данни с отворен код, е, че това е система за управление на обектно-релационна база данни, което означава, че е подобна на релационна база данни, но използва обектно-ориентиран модел на база данни.

PostgreSQL се управлява от каталог, така че позволява на потребителите да дефинират типове данни, типове индекси и функционални езици, което го прави по-разширяем от други релационни бази данни.

Някои от открояващите се функции на PostgreSQL включват:

Съответствие с ACID.
Много едновременно.
Включва поддръжка на NoSQL
Поддръжка на езика за схеми и заявки за обекти, класове, наследяване и претоварване на функции.
Общ израз на таблица (временните резултати от заявка, която се използва в контекста на по-голяма заявка).
Декларативно разделяне (което намалява количеството работа, необходима за разделянето на данни).
Пълнотекстово търсене.
Поддръжка на географска информационна система/система за пространствена справка (за заснемане, съхранение, проверка и показване на данни, свързани с позиции на земната повърхност).
Поддръжка на JSON.
Логическа репликация (което е метод за репликиране на обекти с данни, базиран на първичен ключ).

Предимствата на PostgreSQL са:

Идеален за сложни операции с голям обем данни.
Много може да се персонализира чрез плъгини и използването на персонализирани функции, написани на C, C++ и Java.
Контрол на паралелност с няколко версии (усъвършенствана техника за подобряване на производителността на базата данни в среда с множество потребители).
Не са необходими заключвания за четене, така че предлага по-голяма мащабируемост в сравнение с други релационни бази данни.
Многоплатформена (налична за BSD, Linux, macOS, Solaris и Windows).

Що се отнася до недостатъците, PostgreSQL страда от няколко, като например:

По-сложно от MySQL.
По-бавно от MySQL.
Няма лесен начин за мигриране на данни от други RDBMS.
Лошо компресиране на данни.
Сложно хоризонтално мащабиране.
Слаба поддръжка за клъстериране.
Няма вградена поддръжка за машинно обучение.

Вижте нашето ръководство как да инсталирате PostgreSQL на сървър на Ubuntu 20.04 за повече информация.

Нерелационни бази данни

Следващите раздели обхващат най-популярните нерелационни бази данни на пазара днес.

Redis

Redis е хранилище за структура на данни в паметта, което се използва като разпределена NoSQL база данни ключ-стойност. Redis означава Отдалечен речников сървър и използва разширено хранилище ключ-стойност, което включва допълнителна издръжливост. Redis често се нарича сървър за структура на данни, тъй като ключовете могат да съдържат низове, хешове, списъци, набори и сортирани набори.

Redis е летлива база данни в паметта, което я прави добър вариант за системи с голямо количество горещи данни. Redis съхранява данни в кеша, което прави четенето/записването по-бързо и данните винаги са високо достъпни.

Функциите, които правят Redis изключителен, включват:

Минимална сложност в сравнение с други NoSQL бази данни.
Лека и не изисква външни зависимости.
Работи във всички POSIX среди.
Поддръжка за синхронна, неблокираща, главна/подчинена репликация за висока наличност.
Картографирана система за кеширане, базирана на ключ-стойност, която е сравнима с memcached.
Няма строги правила за дефиниране на схеми или таблици.
Поддръжка за множество модели или типове данни.
Поддръжка за споделяне.
Може да се използва заедно с други бази данни за намаляване на натоварването и повишаване на производителността.

Предимствата на използването на Redis включват:

Позволява съхраняване на двойки ключ-стойност до 512 MB.
Използва собствен механизъм за хеширане.
Благодарение на репликацията на данни, кешът на Redis издържа на сривове и продължава да осигурява непрекъснато обслужване.
Всички популярни езици за програмиране го поддържат.
Поддържа вмъкването на огромни количества данни в своя кеш.
Поради малкия си отпечатък може да се инсталира на Raspberry Pi и ARM хардуер.

Недостатъците на използването на Redis включват следното:

Всичките ви данни трябва да се поберат в паметта и не можете да управлявате повече данни, отколкото имате памет.
Няма език за заявки или поддръжка за релационна алгебра.
Предлага само две опции за постоянство (моментни снимки и файлове само за добавяне).
Основни функции за сигурност.
Работи само на едно ядро на процесора в еднонишков режим, така че мащабируемостта изисква няколко екземпляра на Redis.

Вижте нашето ръководство как да инсталирате и конфигурирате Redis на сървър на Ubuntu 20.04 за повече информация.

MongoDB

MongoDB е документно ориентирана NoSQL база данни с отворен код, фокусирана върху съхранение на данни с голям обем. MongoDB се счита без схема, така че не налага конкретна структура върху документи, съдържащи се в колекция. Първоначално пусната през 2009 г., тази NoSQL база данни използва подобни на JSON документи с незадължителни схеми и може да бъде инсталирана на място или напълно управлявана в облака. MongoDB се счита за много добър кандидат за големи данни и може да се използва от организации от всякакъв размер.

Функциите, които отличават MongoDB, включват:

Поддържа търсене на поле, диапазон и редовни изрази.
Постига висока наличност с набори от реплики.
Поддържа разделяне.
Може да се използва като файлова система (наречена GridFS).
Поддържа тръбопровод, функция за намаляване на картата и методи за агрегиране с една цел.
JavaScript се поддържа в заявки.
Поддържа колекции с фиксиран размер, наречени ограничени колекции.
Могат да се създават индекси за подобряване на ефективността при търсене.
Позволява извършване на операции върху групирани данни за единичен или изчислен резултат.

Предимствата на базата данни MongoDB включват:

Поддържа изразителен език за заявки.
Не е необходимо да отделяте време за проектиране на схема на база данни, защото е безсхемна.
Гъвкав и производителен.
Поддържа геопространствена ефективност.
Поддържа множество ACID преходи на документи.
Не изисква SQL инжекция.
Може да се интегрира бързо с Hadoop.
Отворен код и безплатен за използване.

Недостатъците на базата данни MongoDB включват:

Изисква голямо количество памет, особено при мащабиране.
Ограничение за съхранение на документи с данни от 16 MB.
Ограничение от 100 нива на влагане на данни.
Не поддържа транзакции.
Съединяването на документи е сложно.
Може да е бавно, ако индексите не се използват правилно.
Тъй като връзките не са дефинирани добре, те могат да доведат до дублирани данни.

Вижте нашето ръководство за случаи на използване на MongoDB за повече информация.

Apache Cassandra

Apache Cassandra е система за управление на база данни с отворен код, разпределена NoSQL. Той е проектиран да обработва много големи количества данни в сървъри за суровини. Първоначално Cassandra е разработена в рамките на Facebook, за да захранва функцията за търсене на индекси на платформата. През юли 2008 г. Facebook използва Cassandra с отворен код чрез Google Code, а през март 2009 г. официално стана проект за Apache Incubator.

Характеристиките, които отличават Касандра, включват:

Всички разпределени възли имат една и съща роля, така че няма единична точка на отказ.
Поддържа както репликация, така и репликация с множество центрове за данни.
Пропускателната способност за четене/запис се увеличава линейно с добавянето на машини за постигане на висока мащабируемост.
Данните се репликират автоматично до множество разпределени възли.
Наличността и толерантността на дяловете са по-важни от последователността, като по този начин се класифицира като AP система (в рамките на теоремата за CAP).
Поддържа интеграция на Hadoop с поддръжка на MapReduce.
Включва собствен език за заявки, Cassandra Query Language.

Предимствата на Apache Cassandra включват:

Еластичното мащабиране прави възможно мащабирането на Cassandra нагоре и надолу, ако е необходимо, без прекъсване.
Следва peer-to-peer архитектура, така че отказът е рядък в сравнение с конфигурациите главен-подчинен.
Четири ключови метода за анализ на данни, включително базирана на Solr интеграция, пакетен анализ (с интеграция на Hadoop), външен анализ (с помощта на Hadoop и Cloudera/Hortonworks).
Аналитика в почти реално време.
Поддръжка на множество центрове за данни и хибриден облак.
Данните могат да се съхраняват като структурирани, полуструктурирани или неструктурирани данни.

Недостатъците на Apache Cassandra включват:

Ограничена поддръжка на ACID.
Закъснението може да е проблем поради голямото количество I/O.
Данните се моделират около заявки, вместо структура, което може да доведе до дублиране на информация, съхранявана много пъти.
Няма поддръжка за присъединяване или подзаявка.
Въпреки че записът е бърз, четенето може да бъде бавно.
Ограничена официална документация.

Разгледайте нашите ръководства за Apache Cassandra, за да научите повече.

CouchDB

CouchDB е нашата последна NoSQL база данни с отворен код, ориентирана към документи. Този конкретен инструмент съхранява данни в JSON документи и използва JavaScript като свой език за заявки с помощта на MapReduce. CouchDB обхваща мрежата чрез достъп до документи чрез HTTP. Веднъж достъпни, тези документи могат да бъдат заявени, комбинирани и трансформирани с JavaScript. Тази база данни NoSQL е идеално подходяща както за уеб, така и за мобилни приложения, благодарение на трансформациите на документи в движение и известията за промени в реално време.

Функциите, които отличават CouchDB, включват:

Репликация на база данни в множество сървърни екземпляри.
Бързо индексиране и извличане.
Интерфейс, подобен на REST.
Множество библиотеки улесняват използването на избрания от вас език.
Базиран на браузър GUI управлява данни, разрешения и конфигурации.
Поддръжка за репликация.
Следва всички характеристики на свойствата на ACID.
Удостоверяване и поддръжка на сесии.
Сигурност на ниво база данни.
Вградена поддръжка за Map/reduce (модел за обработка и генериране на големи набори от данни с паралелен, разпределен алгоритъм).

Предимствата на използването на CouchDB включват:

Възможност за съхраняване на един и същ документ в множество екземпляри на база данни.
Сериализираните обекти могат да се съхраняват като неструктурирани данни в JSON документи.
Излишно съхранение на данни. Може да се копира и синхронизира с браузъри чрез PouchDB.
Поддръжка за разделяне и клъстериране.
Репликацията от главен до главен позволява непрекъснато архивиране.

Недостатъците на CouchDB включват:

По-бавно от някои NoSQL бази данни.
Изисква много режийни разходи.
Произволните заявки са скъпи.
Временните изгледи на масивни набори от данни са бавни.
Няма поддръжка за транзакции.
Репликацията на голяма база данни е ненадеждна.

Вижте нашето ръководство за използване на CouchDB 2.0 в Ubuntu 20.04 за повече информация.

Заключение

Независимо от проекта, по който работите, има база данни, която напълно отговаря на вашите нужди. Независимо дали разработвате малък динамичен уебсайт, който зависи от високи нива на последователност на данните, където бихте използвали релационна база данни, или приложение, което ще мащабира до огромни пропорции, където бихте използвали нерелационна база данни, имате настроики. С Linode можете да работите с всяка от тези бази данни, за да съхранявате ефективно вашите данни и да взаимодействате с вашите приложения. Важно е обаче да знаете точно от какво се нуждае вашето приложение от база данни, преди да изберете коя. Направете грешен избор и преоборудването може да струва скъпо.