NoSQL (kavram)

Bilgisayar bilimleri'nde NoSQL, klasik ilişkisel veritabanı yönetim sistemlerinden (İVTYS) bir şekilde farklı olan veritabanı yönetim sistemleri için kullanılan bir kavramdır. Bu veri depolarının sabit tabela düzenlerine ihtiyaçları olmayabilir, alışılagelmiş join işlemleri kullanılmaz, tipik olarak yatay ölçeklemeye gidilir. Akademisyenlerce ve makalelerde tipik olarak böyle veri depolarına yapılanmış bellek (structured storage) denir.^[1][2][3][4] Bu kavram klasik ilişkisel veritabanlarını altküme olarak görür. Bu kavram aynı zamanda SQL ve Daha Fazlası (Not Only SQL) olarak da adlandırılmaktadır.

Tarihçe

NoSQL kavramı 1998'de çıkarılan SQL arayüzü olmayan hafif bir açık kaynak ilişkisel veritabanı. Tasarımcısı Carlo Strozzi, NoSQL hareketi "ilişkisel modelden tamamen ayrılırken ona bundan dolayı daha uygun olarak ilişkisel olmayan anlamında 'NoREL' (İng. no relation) veya benzeri bir ad vermek gerektiğini ileri sürer."^[5]

Rackspace'ın bir çalışanı olan Eric Evans, NoSQL kavramını Last.fm'den Johan Oskarsson açık kaynak dağıtık veritabanlarının görüşüleceği bir toplantı plânlamak istediğinde 2009 başında tekrar kullanmaya başlandı.^[6] Bu adla artan sayıda ortaya çıkan ve ilişkisel olmayan ve çoğu zaman ACID garantisini vermeyi amaçlamayan dağıtık veri depolarına damgasını vurmak istemişti. ACID, IBM DB2, MySQL, Microsoft SQL Server, PostgreSQL, Oracle İVTYS, Informix gibi klasik ilişkisel veritabanı sistemlerinde sağlanan temel özelliklerdendir.

2009'da Atlanta'daki "no:sql(east)" konferansının NoSQL tartışması üzerinde derin etkileri oldu. Kendisini "ilişkisel olmayan veri depolarıyla ilgili bir konferansı" olarak görmekte olan ve sloganı "eğlenceyi seç, ilişkisel=yanlış; olan gerçek Dünyâ'dan faydalan" (İng. "select fun, profit from real_world where relational=false;") olan bu konferansın NoSQL tartışmasına etkisi olmuştur. Böylece "NoSQL" 'in en genel yorumu, anlamı anti-İVTYS olmayıp anahtar-değer depoları, belge veritabanları ve Graph veritabanlarının kullanımının altını çizmesine rağmen "ilişkisel olmayan"'dır .^{[kaynak belirtilmeli]}

Mimarisi

Tipik modern ilişkisel veritabanları çok sayıda belgeyi indeksleme, yoğun trafiği olan sunan Web sayfalarında ve streaming medya sağlama gibi kimi yoğun veri uygulamalarında yetersiz edim göstermişlerdir.^[7] Tipik İVTYS uygulamaları ya küçük fakat sıkça oku/yaz işlemleri ya da ender yazaz büyük komut listesi komut liste (İng. batch) hareketleri (işlemleri) ayarlanır. Diğer taraftan NoSQL, yoğun oku/yaz hizmeti verir.^[7] Gerçek Dünya NoSQL yerleşimleri green badges (sosyal ağlarda başkalarınca değerlendirilen hikâyeleri gösteren belirleyiciler) için Digg'in 3 TB'lı çözümü,^[8] Facebook'un gelen postaları arama için 50 TB ve eBay'in bütün verileri için 2 PB.

NoSQL mimarileri çoğu zaman sonunda tutarlı (İng. eventual consistency) veya tek veri maddesiyle sınırlı işlemlerde zayıf tutarlılık garantisi verir. Fakat kimi sistemler, yardımcı özel yazılım tabakası ekleyerek bazı oluşumlarda tam ACID garantisi verirler (mesela CloudTPS).^[9] Sütun depoları için şipşak yalıtım sağlayan iki sistem geliştirilmiştir. Bunlar Google'un BigTable'e dayanan Percolator sistemi^[10] ve Waterloo Üniversitesi'nde HBase için geliştirilmiş hareketsel sistem (İng. transactional system).^[11] Ayrı ayrı geliştirilmiş bu sistemler, benzer kavramlar şipşak yalıtım kullanarak veri yönetimi için fazladan işlemlere, ara yazılım yerleştirmesi (İng. middleware system deployment) veya ara yazılım tabakasından kaynaklanan bakıma gerek duymadan altındaki sütun deposu için garantili çok satırlı dağıtık ACID işlemleri sağlar.

Birçok NoSQL sistemi, verilerin farklı sunucularda yedeklemesini yapan dağıtık mimariyi kullanır. Bu saklamalar genelde dağıtık hash çizelgeleri ile yapılır. Böylece sistem kolayca yeni sunucular eklenerek büyütülebilir ve bir sunucunun arızalanmasına katlanılabilir.^[12]

Kimi NoSQL savunucuları^[kim?] birleşik dizinler (İng. associative array) veya anahtar-değer çiftleri gibi çok basit arayüzlerine ağırlık verir. Doğal XML veritabanları gibi diğer sistemler XQuery standardını destekler.^{[kaynak belirtilmeli]} CloudTPS gibi daha yeni sistemler ayrıca join sorgulamalarını da içermektedir.^[13]

Sınıflandırma

NoSQL uygulamalarını yapılışlarına göre sınıflamak mümkündür:

Doküman tabanlı

Ad	Dil	Notlar
BaseX	XQuery	XML veritabanı
CouchDB	Erlang
eXist	XQuery	XML veritabanı
Jackrabbit	Java
Lotus Notes	???	birden çok değerli
MarkLogic Server	XQuery	XML veritabanı
MongoDB	C++
SimpleDB	Erlang
Terrastore	Java

Çizelge

Ad	Dil	Notlar
AllegroGraph	SPARQL	RDF GraphStore
Neo4j	Java
DEX	Java, .NET	Yüksek performanslı Graph veritabanı
FlockDB	Scala

Anahtar-değer deposu

Anahtar-değer depoları düzeni olmayan veri depoları olup uygulamaların verilerini saklamaya yararlar. Veri alışılageldiği şekilde seçilen programlama dilinin veri türünde veya bir nesnede saklanır. Böyece sâbit bir veri modeline gerek yoktur.^[14] Şu türler vardır:

Sonunda tutarlı anahtar-değer deposu

• Cassandra
• Dynamo
• Hibari
• Project Voldemort
• Riak ^[15]

Aşamalı anahtar-değer deposu

• GT.M
• GlobalsDB

Konuklanmış hizmetler (İng. hosted services)

• Freebase

Anahtar-değer RAM'da önbellekte

• Citrusleaf veritabanı
• memcached
• Oracle Coherence
• Redis
• Tuple space
• Velocity

Paxos algoritmasını uygulayan anahtar-değer depoları

• Keyspace

Diskte anahtar-değer depoları

• BigTable
• CDB
• Citrusleaf veritabanı
• Dynomite
• Keyspace
• membase
• Memcachedb
• Redis
• Tokyo Cabinet
• TreapDB
• Tuple space

Çoklu değer veritabanları

• Extensible Storage Engine (ESE/NT)
• OpenQM
• Revelation Software'in OpenInsight'ı
• Rocket U2

Nesnel veritabanları

• db4o
• GemStone/S
• InterSystems Caché
• JADE
• Objectivity/DB
• ObjectStore
• Versant Object veritabanı
• ZODB

Kerte anahtar-değer deposu

• Berkeley DB
• IBM Informix C-ISAM
• Memcachedb
• NMDB

Çizelge halinde

• BigTable
• Hbase
• Hypertable
• Mnesia

Değişkenler grubu deposu

• Apache River

Ayrıca bakınız

• CAP kuramı
• Nesnel veritabanı yönetim sistemlerinin listesi
• Nesnel veritabanı yönetim sistemlerinin karşılaştırması
• Yapılandırılmış depolama yazılımlarının karşılaştırması
• Yönlü arama (İng. faceted search)
• Triplestore