NoSQL Datenbanken im Überblick

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Neben klassischen, relationalen Datenbanken nehmen heute die sogenannten NoSQL Datenbanken eine immer wichtigere Rolle ein. Hinter dem Schlagwort steht eine Reihe heterogener Systeme, die sehr unterschiedliche Anforderungsprofile erfüllen und Probleme bisheriger Lösungen beheben sollen. Das Seminar zeigt die Stärken und Schwächen verschiedener NoSQL-Datenbanken und grenzt sie sowohl untereinander als auch gegenüber relationalen Datenbanken ab.

Inhalte des Seminars

NoSQL imÜberblick

• Motivation für den Einsatz von NoSQL
• Probleme relationaler Datenbanken
• Skalierbarkeit und Performance
• Konsistenz, Transaktionen und ACID
• Schemata und JOINs
• Grundlegende Technologien im (nicht-relationalen) Datenbank-Umfeld
• Vorstellung von Map-Reduce
• Entwicklung und Überblick des NoSQL-Ökosystems

Key-Value Stores

• Einsatzgebiete und Implementierungen
• Redis im Detail: Datenstrukturen, Queries, Datensicherheit und Verteilung
• Riak im Überblick
• Abgrenzung zu diversen anderen Key-Value Stores

Column Stores

• Datenstrukturen, Stärken und Schwächen von Column Stores
• Das Hadoop und HBase Ökosystem
• Cassandra im Überblick: Document Stores
• Einsatzgebiete von Dokumenten Datenbanken
• Fallbeispiele zur Datenmodellierung mit Document Stores
• MongoDB Details: Queries, Aggregate Framework, Performance-Überlegungen
• Weitere MongoDB Details: Anbindung im Java Umfeld (Java Treiber und Morphia), Tools und Systemadministration (Security, Backups, Upgrades …)
• CouchDB und CouchBase im Überblick, Abgrenzung zu MongoDB

Graph Datenbanken

• Problemstellungen für Graph Datenbanken
• Überblick und Übungen mit Neo4j
• Anbindung an Java

Volltextsuche

• Funktionsweise von Volltextsuche
• Abgrenzung und Überlappung mit NoSQL
• Vergleich Apache Solr und ElasticSearch
• Demonstration und Übungen mit ElasticSearch

In-Memory Datenbanken

• Überblick und Einsatzgebiete des In-Memory Trends
• Hazelcast als universelle Lösung im Java-Umfeld
• Verteilte Java-Datenstrukturen bei Hazelcast
• Second Level Cache für Hibernate in Hazelcast
• Allgemeiner Cache von Hazelcast
• Transaktionale Queues in Hazelcast

Abschluss

• Vergleich der verschiedenen Lösungen
• Fallbeispiele
• Auswirkungen von NoSQL auf die Architektur von Applikationen
• Ausblick auf zukünftige Entwicklungen
• Diskussion möglicher Einsatzszenarien