NoSQL 設計的主要差異和設計原則

像 Amazon Keyspaces 這樣的 NoSQL 資料庫系統會使用替代模型進行資料管理，例如鍵值配對或文件儲存。當您從關聯式資料庫管理系統切換到 NoSQL 資料庫系統 (例如 Amazon 金 Keyspaces) 時，瞭解主要的差異和特定的設計方法非常重要。

關聯式資料設計與 NoSQL 間的差異

關聯式資料庫管理系統 (RDBMS) 和 NoSQL 資料庫各有優劣：

• RDBMS 可以彈性地查詢資料，但查詢相對昂貴，而且在高流量的狀況下擴展不易 (請參閱 資料建模最佳作法：設計資料模型的建議)。

• 在 NoSQL 數據庫（例如 Amazon Keyspaces）中，可以有效地以有限數量的方式查詢數據，在此之外查詢可能昂貴且緩慢。

這些差異讓兩種系統之間的資料庫設計不同：

• 在 RDBMS 中，您會針對靈活性而進行設計，而不需擔心實行詳細資訊或效能。查詢最佳化通常不會影響結構描述設計，但標準化相當重要。

• 在 Amazon Keyspace 中，您可以專門設計結構描述，以盡可能快速且經濟實惠地進行最常見和最重要的查詢。系統會打造您的資料結構，以符合企業使用案例的特定要求。

NoSQL 設計的兩個主要概念

NoSQL 設計思維與 RDBMS 設計不同。針對 RDBMS，您可以直接建立標準化的資料模型，而不需考量存取模式。您可以在稍後有新問題與查詢要求時擴展此模型。您可以將每種資料整理至其資料表。

NoSQL 設計的不同之處

• 相比之下，在知道需要回答的問題之前，您不應該開始為 Amazon Keyspaces 設計架構。必須事先了解企業問題和應用程式使用案例。

• 您應該在 Amazon Keyspaces 應用程序中保持盡可能少的表。擁有較少的資料表可保持更高的可擴展性、需要較少的許可管理，並減少 Amazon Keyspaces 應用程式的開銷。它還可以幫助降低整體備份成本。

NoSQL 設計方法

設計 Amazon Keyspaces 應用程式的第一步是識別系統必須滿足的特定查詢模式。

特別是，請務必了解應用程式存取模式的三種基本屬性，再開始進行：

• 資料大小：瞭解一次儲存和要求多少資料，有助於判斷最有效的資料分割方式。

• 資料形狀：NoSQL 資料庫會組織資料，而非在資料處理時重新改造資料 (如 RDBMS 系統)，如此其在資料庫中的狀態就會與將受到查詢的項目相對應。此為提升速度與可擴展性的關鍵因素。

• 資料速度：Amazon Keyspaces 透過增加可用於處理查詢的實體分區數量，以及在這些分區之間有效地分配資料來擴展。事先了解尖峰查詢負載，將可能有助於判斷如何分割資料以有效使用輸入/輸出容量。

在您識別特定查詢要求後，您可以根據管理效能的一般原則來組織資料：

• 將相關的資料保持在一起。   20 年前針對路由表最佳化的研究發現，「參照本地性」是提升回應時間的最重要的單一因素，也就是將相關資料放在同一個位置。這在 NoSQL 系統也同樣適用，將相關資料保持在鄰近位置對成本與效能有重大影響。您應盡可能將 NoSQL 系統中的相關項目放置在靠近的位置，而非在多個資料表之間分配相關的資料項目。

  一般而言，您應該在 Amazon Keyspaces 應用程式中維護盡可能少的表格。

  例外狀況包含大量時間序列資料涉及其中的案例，或存取模式極為不同的資料集。含反轉索引的單一資料表通常可以啟用簡單查詢，來建立並擷取您應用程式所需的複雜階層資料結構。

• 使用排序。   若相關項目的索引鍵設計為能一起排序，則可以一起分組，以更有效地進行查詢。此為重要的 NoSQL 設計策略。

• 發佈佇列。   亦請注意不要針對資料庫的一部分集中進行大量查詢 (這會超過輸入/輸出容量)。而您應盡可能將資料索引鍵平均分配到這些分割區，避免「熱點」。

這些一般原則轉化為一些常見的設計模式，您可以使用這些模式在 Amazon Keyspaces 中有效地建立資料模型。