Apache Cassandra

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Cassandra ist ein einfaches, verteiltes Datenbankverwaltungssystem für sehr große strukturierte Daten (ein sogenanntes „NoSQL“-Datenbanksystem). Es ist auf hohe Skalierbarkeit und Ausfallsicherheit bei großen, verteilten Systemen ausgelegt. Die Daten werden in Schlüssel-Wert-Relationen abgelegt. Es ist offen dokumentiert und in Java implementiert. Die Implementierung wird als freie Software unter den Bedingungen von Version 2 der Apache-Lizenz verbreitet.

Geschichte

Cassandra wurde ursprünglich von Avinash Lakshman (einem der Autoren von Amazons Dynamo) und Prashant Malik bei Facebook für das dortige Inbox-Search-Problem entwickelt<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Avinash Lakshman|Avinash Lakshman: }}{{#if:|{{#if:Cassandra – A structured storage system on a P2P Network|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Cassandra – A structured storage system on a P2P Network}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.facebook.com/note.php?note_id=24413138919%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Cassandra – A structured storage system on a P2P Network}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.facebook.com/note.php?note_id=24413138919}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Cassandra – A structured storage system on a P2P Network}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Facebook2008-08-25{{#if: 2017-08-17 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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                      | {{#if: Jonathan Ellis: The Cassandra Project | {{#invoke:WLink|getEscapedTitle|Jonathan Ellis: The Cassandra Project}} | {{#invoke:Webarchiv|getdomain|http://www.rackspacecloud.com/blog/2009/09/23/the-cassandra-project/}} }}  
                 }}}}}}}}{{#if:
    | Vorlage:Webarchiv/archiv-bot
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     |opt      = text= wayback= webciteID= archive-is= archive-today= archiv-url= archiv-datum= ()= archiv-bot= format= original=
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  }}{{#ifexpr: {{#if:20110130214342|1|0}}{{#if:|+1}}{{#if:|+1}}{{#if:|+1}}{{#if:|+1}} <> 1
    | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Genau einer der Parameter 'wayback', 'webciteID', 'archive-today', 'archive-is' oder 'archiv-url' muss angegeben werden.|1}}
  }}{{#if: 
    | {{#switch: {{#invoke:Webarchiv|getdomain|{{{archiv-url}}}}}
        | web.archive.org = 
          {{#if:  || }}{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Im Parameter 'archiv-url' wurde URL von Internet Archive erkannt, bitte Parameter 'wayback' benutzen.|1}} 
        | webcitation.org = 
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        | archive.today |archive.is |archive.ph |archive.fo |archive.li |archive.md |archive.vn = 
          {{#if:  || }}{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Im Parameter 'archiv-url' wurde URL von archive.today erkannt, bitte Parameter 'archive-today' benutzen.|1}}
      }}{{#if: 
         | {{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}
             | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Der Wert des Parameter 'archiv-datum' ist ungültig oder hat ein ungültiges Format.|1}}
          |  }} 
         | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Der Pflichtparameter 'archiv-datum' wurde nicht angegeben.|1}}
      }}
    | {{#if: 
         | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Der Parameter 'archiv-datum' ist nur in Verbindung mit 'archiv-url' angebbar.|1}}
      }}
  }}{{#if:{{#invoke:URLutil|isHostPathResource|http://www.rackspacecloud.com/blog/2009/09/23/the-cassandra-project/}}
    || {{#if:  || }} URL/Pfad ungültig.
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        | {{#if:  || }} Linktext ungültig.
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            }} 
       }}
  }}.</ref> und Twitter zum Code beigetragen. Das Projekt wurde im März 2009 bei der Apache Software Foundation als Unterprojekt in den Apache Incubator aufgenommen. Am 17. Februar 2010 wurde Cassandra von der Apache Software Foundation zum „Top-Level“-Projekt erklärt<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Matthieu Riou|Matthieu Riou: }}{{#if:|{{#if:Cassandra is an Apache top level project|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Cassandra is an Apache top level project}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.mail-archive.com/cassandra-dev@incubator.apache.org/msg01518.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Cassandra is an Apache top level project}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.mail-archive.com/cassandra-dev@incubator.apache.org/msg01518.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Cassandra is an Apache top level project}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:mail-archive.com2010-02-18{{#if: 2017-03-13 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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              | )}}}}}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}}}{{#if:http://www.mail-archive.com/cassandra-dev@incubator.apache.org/msg01518.html%7C{{#if:{{#invoke:URLutil%7CisResourceURL%7C1=http://www.mail-archive.com/cassandra-dev@incubator.apache.org/msg01518.html}}%7C%7C URL ungültig}}}}{{#if:Cassandra is an Apache top level project|{{#if:{{#invoke:WLink|isValidLinktext|1=Cassandra is an Apache top level project|lines=0}}|| Linktext ungültig}}}}{{#if: mail-archive.com| In: {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=mail-archive.com}}}}{{#if: | {{{hrsg}}}{{#if: 2010-02-18|,|{{#if: 2017-03-13 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|;|,}}}}}}}}{{#if: 2010-02-18| {{#if:{{#invoke:DateTime|format|2010-02-18|noerror=1}}
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            |{{#invoke:TemplUtl|failure|1=Fehler bei Vorlage:Internetquelle, datum=2010-02-18|class=Zitationswartung}} }}{{#if: |,|{{#if: 2017-03-13 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|;|,}}}}}}}}{{#if: | S. {{{seiten}}}{{#if: |,|{{#if: 2017-03-13 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|;|,}}}}}}}}{{#if: {{#invoke:TemplUtl|faculty|}}| {{#if:2010-02-18|{{#if:|archiviert|ehemals}}|{{#if:|Archiviert|Ehemals}}}} {{#if:|vom|im}} Vorlage:Referrer{{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}| (nicht mehr online verfügbar)}}{{#if: | am {{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}|{{{archiv-datum}}}{{#if:1890457||(?)}}}}}}{{#if: 2017-03-13|;}}}}{{#if: 2017-03-13| {{#if:2010-02-18{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|abgerufen|Abgerufen}} {{#switch: {{#invoke:Str|len| {{#invoke:DateTime|format| 2017-03-13 |ISO|noerror=1}} }}
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Konzept

Cassandra ist eine spaltenorientierte NoSQL-Datenbank. Die Partitionierung erfolgt hingegen zeilenbasiert. Sie kann als Mischung aus Amazon Dynamo und Bigtable gesehen werden, da es leicht weiterentwickelt die Replikationsmechanismen von Dynamo nutzt, gleichzeitig aber nach außen die Datenstruktur von Bigtable anbietet.

Verwendung

Cassandra wird bei Apple,<ref>CloudKit: Structured Storage for Mobile Applications, Shraer u. a., Proceedings of the VLDB Endowment, Vol. 11, No. 5, 2018.</ref> Twitter, Digg,<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20090912082130

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Haupteigenschaften

Verteilt: Jeder Knoten im Cluster hat die gleiche Rolle. Es gibt nicht den einen Ausfallpunkt. Die Daten werden über das Cluster verteilt (damit enthält jeder Knoten unterschiedliche Daten). Einen Master gibt es nicht, jeder Knoten kann jede Anfrage bedienen.

Unterstützt Replikation und Multi Data Center-Replikation: Die Replikations-Strategien sind konfigurierbar.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Deploying Cassandra across Multiple Data Centers|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Deploying Cassandra across Multiple Data Centers}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.datastax.com/dev/blog/deploying-cassandra-across-multiple-data-centers%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Deploying Cassandra across Multiple Data Centers}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.datastax.com/dev/blog/deploying-cassandra-across-multiple-data-centers}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Deploying Cassandra across Multiple Data Centers}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:DataStax{{#if: 2014-12-11 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Skalierbarkeit: Entwickelt, damit sowohl der Lese- als auch der Schreib-Durchsatz linear ansteigt, wenn neue Maschinen hinzugefügt werden. Das Ziel ist, dass die Applikationen keine Downtime oder Unterbrechungen erfahren.

Fehlertoleranz: Daten werden zur Fehlertoleranz automatisch zu multiplen Knoten repliziert. Die Replikation über multiple Datencenter wird unterstützt. Ausgefallene Knoten können ohne Downtime ersetzt werden.

Einstellbare Konsistenz: Cassandra wird typischerweise als AP system eingestuft. Das bedeutet, dass Verfügbarkeit und Partitionstoleranz im Allgemeinen für wichtiger gehalten werden als die Konsistenz in Cassandra.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:The CAP Theorem – Learn Cassandra|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=The CAP Theorem – Learn Cassandra}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://teddyma.gitbooks.io/learncassandra/content/about/the_cap_theorem.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=The CAP Theorem – Learn Cassandra}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://teddyma.gitbooks.io/learncassandra/content/about/the_cap_theorem.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=The CAP Theorem – Learn Cassandra}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:teddyma.gitbooks.io{{#if: 2020-05-13 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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MapReduce Unterstützung: Cassandra verfügt über Hadoop Integration mit MapReduce Unterstützung. Außerdem unterstützt Cassandra Apache Pig und Apache Hive.

Query Sprache: Cassandra hat die Cassandra Query Sprache (CQL) eingeführt. CQL ist eine einfache Schnittstelle, um auf Cassandra zuzugreifen als Alternative zur traditionellen Structured Query Sprache Structured Query Language (SQL).

Eventual Consistency: Cassandra steuert die Eventual Consistency von Lese-, Upsert- und Löschvorgängen durch Tombstones.

Weblinks

Offizielle Website (englisch)
Originalpaper, das Cassandra präsentiert (englisch) (PDF; 133 kB)
Artikel über Cassandra von Jochen Schnelle in "Freies Magazin", Ausgabe 09/2011
Artikel zu Cassandra von Merlin Walter in "Informatik Aktuell", 07. März 2023
HBase vs Cassandra: why we moved – Dominic Williams (FightMyMonster.com): Blog-Eintrag mit Darstellung einiger Features von Cassandra (insb. gegenüber HBase)

Einzelnachweise