NoSQL – ein breites Spektrum an Datenbanktechnologien

SQL-Datenbanken sind relational aufgebaut und setzen somit Informationen aus mehreren Datenbanken zueinander in Beziehung. Die Datensätze werden üblicherweise über Tabellen, bestehend aus Zeilen und Spalten, gespeichert, verwaltet und verarbeitet. Zu den bekanntesten und erfolgreichsten Datenbanksystemen zählt Microsoft SQL Server, mit dem große Datenbestände komfortabel, umfassend und zielorientiert verarbeitet werden können. Die neuste Version, die ab dem 04. November 2022 verfügbar sein wird, ist Microsoft SQL Server 2022.

Neben SQL-Datenbanken existieren noch sogenannte NoSQL-Datenbanken. Doch was sind die Unterschiede und wann ist der Einsatz einer NoSQL-Datenbank sinnvoll? In diesem Blogbeitrag gehen wir diesen und zahlreichen weiteren Fragen auf den Grund.

Was ist NoSQL?

NoSQL-Datenbanken sind nicht tabellarisch und handhaben die Datenspeicherung anders als relationale Tabellen. Die Kernfunktion von NoSQL ist nicht relationaler Natur und besteht darin, einen Mechanismus zum Speichern und Abrufen von Informationen bereitzustellen.

Die früheste Form von NoSQL-Datenbanken existierte in den 1960er Jahren. Allerdings waren sie damals noch nicht als NoSQL bekannt. Die Bezeichnung entstand erst, als solche Datenbanken nach der Jahrtausendwende an Popularität gewannen. Entscheidende Vorteile von NoSQL sind flexible Schemata und einfache Skalierbarkeit, selbst bei großen Benutzerzahlen und massiven Datenmengen. Diese Klasse von Datenbanken ist im Bereich Big Data und für Echtzeit-Webanwendungen hilfreich.

Der Begriff „NoSQL“ bedeutete ursprünglich wahrscheinlich „Nicht-SQL“; jedoch wurde es mit der Zeit immer mehr als „nicht nur SQL“ akzeptiert. Dies unterstreicht die Tatsache, dass NoSQL in der Lage ist, SQL-ähnliche Abfragesprachen zu unterstützen.

Zu den Hauptmerkmalen von NoSQL gehören einfaches Design, nahtlose horizontale Skalierbarkeit und granulare Verfügbarkeitskontrolle. Schnelle Operationen sind auch ein Vorteil von NoSQL, der durch den Unterschied in den Datenstrukturen im Vergleich zu den in relationalen Datenbanken verwendeten Standardwerten hervorgerufen wird. NoSQL schont gelegentlich die Konsistenz im Austausch für höhere Geschwindigkeit, Partitionstoleranz und Verfügbarkeit. Diese Flexibilität von NoSQL-Datenstrukturen ermöglicht es diesen Datenbanken, verschiedene Geschäftsprobleme zu lösen.

Während NoSQL mehrere Vorteile hat, bringt es auch einige Nachteile mit sich. Beispielsweise haben NoSQL-Datenbanken einen engen Anwendungsbereich, da sie hauptsächlich für die Datenspeicherung konzipiert sind. Für Anwendungen wie das Transaktionsmanagement sind relationale Datenbanken in der Regel die bessere Wahl. Abgesehen davon führt das Fehlen weit verbreiteter Geschäftsstandards für NoSQL häufig dazu, dass zwei unabhängige Datenbanksysteme ungleich sind. Dies kann auch Hindernisse bei der Verwaltung umfangreicherer NoSQL-Datenbanken mit sich bringen, eine Herausforderung, die durch das Fehlen bekannter, weit verbreiteter GUI-Modus-Tools nicht leichter wird. Schließlich speichern bestimmte NoSQL-Datenbanksysteme Daten als JSON, was zur Erstellung großer Dokumente führt.

Funktionen von NoSQL-Datenbanken

Während relationale Datenbanken immer noch für eine Vielzahl von Geschäftsfunktionen verwendet werden, gewinnt die Verwendung von NoSQL-Datenbanken an Popularität. Heute verlassen sich Unternehmen aus allen Branchen auf NoSQL-Datenbanken, um ihre Cloud-, Web- und Big-Data-Anwendungen in Echtzeit zu verwalten.

Relationale Datenbanken erfordern normalerweise, dass Daten in Tabellenform platziert werden, bevor sie darauf zugreifen und sie analysieren können. Dies ist im Fall von NoSQL keine Einschränkung, da es aufgrund seiner Kompatibilität mit mehreren Datenmodellen sehr flexibel in der Datenverarbeitung ist. Es kann unstrukturierte, halbstrukturierte und strukturierte Daten mit der gleichen Geschwindigkeit und Leichtigkeit aufnehmen. Dies ist besonders nützlich, da bestimmte Anwendungen bestimmte Datenmodelle erfordern. NoSQL-Datenbanken finden bei Entwicklern Gefallen, da sie darauf abzielen, verschiedene agile Entwicklungsanforderungen schnell und effizient zu bewältigen . Durch die Unterstützung zahlreicher Datenmodelle ermöglicht NoSQL die Verwendung derselben Daten in verschiedenen Arten von Datenmodellen, ohne dass separate Datenbanken verwaltet werden müssen.

Relationale Datenbanken sind zweifellos skalierbar. Ihre traditionelle Server-Client-Architektur macht jedoch sowohl die horizontale als auch die vertikale Skalierung zu einem ressourcenintensiven Prozess. Im Gegensatz dazu können NoSQL-Lösungen eine serverlose Peer-to-Peer-Architektur mit konsistenten Eigenschaften zwischen allen Knoten bieten. Dies ermöglicht eine vereinfachte Skalierbarkeit, wodurch NoSQL in hohem Maße anpassungsfähig für Cloud-Anwendungen wird. Die Leistung wird ebenfalls verbessert, wodurch hervorragendere Lese- und Schreibgeschwindigkeiten und kontinuierliche Verfügbarkeit ermöglicht werden. Schließlich trägt auch die automatische Replikationsfähigkeit von NoSQL dazu bei, eine hohe Verfügbarkeit sicherzustellen, da die Lösung im Falle eines Fehlers mit der Replikation auf den letzten bekannten konsistenten Zustand reagiert.

Modernste NoSQL-Datenbanken können die Datenverteilung auf globaler Ebene sicherstellen. Dies wird durch mehrere Cloud-Regionen und Rechenzentren für Lese- und Schreibvorgänge an mehreren Standorten erreicht. Dies steht im Gegensatz zu relationalen Datenbanken, die im Allgemeinen auf zentralisierte, standortabhängige Anwendungen für Lese- und Schreibvorgänge angewiesen sind. Durch die Verteilung mehrerer Datenkopien, um sicherzustellen, dass die Informationen so nah wie möglich dort sind, wo sie benötigt werden, sorgen global verteilte NoSQL-Datenbanken für minimale Wartezeiten.

Schließlich sind NoSQL-Datenbanken robust und weisen minimale Ausfallzeiten auf. Die Geschäftskontinuität wird durch eine serverlose Architektur und die Erstellung mehrerer Kopien von Daten unterstützt, die über Knoten hinweg aufbewahrt werden. Im Falle einer Knotenfehlfunktion gewährt ein anderer Knoten Zugriff auf seine Kopie der Daten.

Kann NoSQL relationale Datenbanken vollständig ersetzen?

Mit einem Wort, nein. NoSQL eignet sich besser für bestimmte Anwendungsfälle, während relationale Datenbanken für andere gut geeignet sind. Die Auswahl hängt von den besonderen Bedürfnissen der übernehmenden Organisation ab. Für bestimmte Anwendungsfälle können Unternehmen sogar beide Datenbanktypen zusammen einsetzen, da sich diese Lösungen ergänzen können.

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