Điểm khác biệt giữa Cassandra và MongoDB là gì?

Apache Cassandra và MongoDB đều thuộc nhóm cơ sở dữ liệu NoSQL. Cơ sở dữ liệu NoSQL có thể lưu trữ dữ liệu có cấu trúc, phi cấu trúc và bán cấu trúc mà không cần lược đồ cơ sở dữ liệu.

Lưu trữ dữ liệu trong cơ sở dữ liệu NoSQL không bị hạn chế bởi định dạng bảng và mối quan hệ giữa các bảng, không giống như trong hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ truyền thống. Bạn có thể tự do phân vùng và sao chép dữ liệu trên nhiều nút để điều chỉnh quy mô một cách hiệu quả. 

Ngoài ra, Cassandra và các phiên bản xuất hiện từ sớm của MongoDB là nguồn mở. Điều này đồng nghĩa với việc bạn có thể tải xuống mã nguồn của cơ sở dữ liệu NoSQL này và định cấu hình chúng theo ý muốn.

Facebook đã phát triển Cassandra và sau đó phát hành cơ sở dữ liệu này dưới dạng một dự án nguồn mở với Apache. MongoDB được phát triển bởi một nhóm nhỏ các nhà phát triển thuộc MongoDB, Inc. Tất cả các phiên bản của MongoDB được phát hành trước ngày 16 tháng 10 năm 2018 đều có sẵn theo Giấy phép công cộng GNU Affero.

Tìm hiểu về NoSQL »

Tìm hiểu về nguồn mở »

Do sự khác biệt trong mô hình dữ liệu, Cassandra và MongoDB thực hiện một số tính năng cơ sở dữ liệu theo cách khác nhau.

Đơn vị lưu trữ cơ bản

Trong Cassandra, Bảng chuỗi được sắp xếp (SSTables) là đơn vị lưu trữ cơ bản được sử dụng để lưu trữ dữ liệu trên ổ đĩa. SSTable là tệp chứa một tập hợp các cặp khóa-giá trị được sắp xếp cho một nhóm cột cụ thể (bảng) và phân vùng. Các SSTable là bất biến, có nghĩa là sau khi chúng được ghi thì sẽ không thể sửa đổi được. 

Trong MongoDB, đơn vị lưu trữ cơ bản là một tài liệu. Tài liệu là một tập hợp các cặp khóa-giá trị, trong đó khóa là chuỗi và giá trị có thể thuộc nhiều loại khác nhau. Ví dụ: giá trị có thể là các tài liệu khác, mảng, chuỗi, số, ngày và giá trị Boolean. Tài liệu được lưu trữ trong bộ sưu tập.

Ngôn ngữ truy vấn

Ngôn ngữ truy vấn là các câu lệnh bạn sử dụng để chèn và truy xuất dữ liệu từ cơ sở dữ liệu.

Ngôn ngữ truy vấn Cassandra (CQL) là ngôn ngữ truy vấn bạn sử dụng trên Cassandra. Mặc dù CQL có cú pháp và cấu trúc tương tự như SQL, Apache đã phát triển CQL để làm việc với mô hình dữ liệu dạng nhóm cột.

Trong khi đó, MongoDB sử dụng Ngôn ngữ truy vấn MongoDB (MQL), có các lệnh tương tự như Node.js. MQL hỗ trợ các thao tác tạo, đọc, cập nhật và xóa (CRUD). Bạn có thể viết lệnh MQL trên MongoDB Shell.

Lập chỉ mục

Lập chỉ mục là một kỹ thuật được sử dụng trong cơ sở dữ liệu để cải thiện tốc độ và tính hiệu quả của các hoạt động truy xuất dữ liệu. Lập chỉ mục liên quan đến việc tạo ra một cấu trúc dữ liệu ánh xạ các giá trị của một hoặc nhiều cột trong một bảng cơ sở dữ liệu đến vị trí vật lý của dữ liệu tương ứng trên ổ đĩa.

Cassandra hỗ trợ hai loại chỉ mục:

• Chỉ mục thứ cấp trên các cột riêng lẻ
• Chỉ mục loại Chỉ mục thứ cấp gắn với SSTable (SASI) trên nhiều cột

Chỉ mục SASI lưu trữ dữ liệu chỉ mục trực tiếp trong các SSTable. Chúng hỗ trợ các truy vấn phức tạp như range, prefix và full-text search trên các cột có số lượng lớn các giá trị duy nhất.

Trong khi đó, MongoDB hỗ trợ lập chỉ mục ở cấp độ bộ sưu tập và cấp trường. MongoDB cung cấp nhiều loại chỉ mục như trường đơn, phức hợp và nhiều khóa. MongoDB cũng cung cấp các chỉ mục sau:

• chỉ mục không gian địa lý chuyên biệt cho dữ liệu phân tán theo vị trí địa lý
• chỉ mục tìm kiếm văn bản cho khối lượng lớn dữ liệu văn bản
• chỉ mục băm và nhóm cụm cho dữ liệu số

Tính đồng thời

Trong cơ sở dữ liệu, tính đồng thời là khi nhiều người dùng hoặc quy trình có thể truy cập và thực hiện các giao dịch cơ sở dữ liệu đồng thời mà không can thiệp lẫn nhau. 

Cassandra đạt được tính đồng thời thông qua tính nhất quán tùy chỉnh và tính nguyên tử cấp hàng. Chỉ một người dùng duy nhất có thể thao tác trên một hàng duy nhất tại một thời điểm.

Trong tính nhất quán tùy chỉnh, mỗi nút sao chép duy trì một đồng hồ véc-tơ, là một cấu trúc dữ liệu theo dõi lịch sử phiên bản của dữ liệu liên quan. Khi thao tác ghi được thực hiện, đồng hồ véc-tơ cập nhật để phản ánh phiên bản mới. Khi thao tác đọc được thực hiện, Cassandra trả về phiên bản có dấu thời gian cao nhất trên tất cả các bản sao, đảm bảo luôn trả về phiên bản mới nhất của dữ liệu.

Trong khi đó, MongoDB hỗ trợ các cơ chế cho tính năng kiểm soát đồng thời nhiều phiên bản (MVCC). MVCC cho phép nhiều phiên bản của cùng một tài liệu dữ liệu tồn tại đồng thời. Mỗi tài liệu có một ID sửa đổi duy nhất sẽ tăng lên theo mỗi lần cập nhật. Khóa cấp tài liệu và MVCC cung cấp chiến lược mạnh mẽ hơn về tính đồng thời.

Độ sẵn sàng

Tính sẵn sàng có nghĩa là bạn đảm bảo không có thời gian ngừng hoạt động dữ liệu, ngay cả khi gặp sự cố máy chủ ngừng hoạt động. Cả Cassandra và MongoDB đều đảm bảo tính sẵn sàng bằng cách sao chép dữ liệu trên nhiều nút máy chủ.

Trong Apache Cassandra, mỗi nút trong cụm sẽ giữ bản sao dữ liệu cho các nút khác. Mỗi nút sẽ điều phối các thao tác đọc đến đúng nút để ghi hoặc lấy dữ liệu. Đồng thời, Cassandra cũng sửa chữa dữ liệu không đảm bảo tính nhất quán trên các nút. Điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu năng ở quy mô lớn.

Trong khi đó, MongoDB sử dụng tính năng sao chép nút chính duy nhất để mang lại độ sẵn sàng dữ liệu cao. MongoDB sao chép dữ liệu vào các bộ bản sao. Chỉ một nút chính nhận các thao tác ghi và các nút khác chỉ đơn giản là sao chép dữ liệu từ nút chính. Tuy nhiên, nút chính tạo ra một điểm lỗi chí mạng đơn lẻ.

Khả năng điều chỉnh quy mô

Cả Cassandra và MongoDB đều cho phép phân mảnh – một kỹ thuật để phân vùng dữ liệu theo chiều ngang trên nhiều nút trong một cụm. Ví dụ: nếu bạn có hàng ngàn khách hàng, bạn phân vùng dữ liệu để mọi nút chỉ có thông tin của vài trăm khách hàng. Bằng cách đó, bạn có thể điều chỉnh quy mô cơ sở dữ liệu của bạn mà không gây tình trạng tắc nghẽn.

Cassandra sử dụng thuật toán băm phân tán được gọi là băm nhất quán để xác định nút nào chịu trách nhiệm đối với một giá trị dữ liệu cụ thể. Cassandra cũng hỗ trợ nút ảo (vnode), cho phép một nút vật lý duy nhất có nhiều phạm vi dữ liệu.

Trong khi đó, MongoDB sử dụng các khóa phân mảnh để xác định giá trị dữ liệu có thể đi đâu. Quản trị viên cơ sở dữ liệu có thể xác định các khóa phân mảnh để phân vùng dữ liệu. Bạn có thể chia dữ liệu dựa trên các yếu tố như vị trí địa lý, thứ tự bảng chữ cái hoặc bất kỳ hệ thống nào khác hiệu quả nhất cho tập dữ liệu của bạn.

	Apache Cassandra	MongoDB
Mô hình dữ liệu	Cassandra sử dụng mô hình dữ liệu cột rộng liên quan gần sát hơn với cơ sở dữ liệu quan hệ.	MongoDB tách biệt hoàn toàn khỏi mô hình quan hệ bằng cách lưu trữ dữ liệu dưới dạng tài liệu.
Đơn vị lưu trữ cơ bản	Bảng chuỗi được sắp xếp.	Tài liệu JSON được tuần tự hóa.
Lập chỉ mục	Cassandra hỗ trợ chỉ mục phụ và SASI để lập chỉ mục theo cột hoặc nhiều cột.	MongoDB lập chỉ mục ở cấp độ tập hợp và cấp trường, đồng thời cung cấp nhiều tùy chọn lập chỉ mục.
Ngôn ngữ truy vấn	Cassandra sử dụng CQL.	MongoDB sử dụng MQL.
Tính đồng thời	Cassandra đạt được tính đồng thời với tính nguyên tử cấp hàng và tính nhất quán tùy chỉnh.	MongoDB sử dụng MVCC và khóa cấp tài liệu để đảm bảo tính đồng thời.
Độ sẵn sàng	Cassandra có nhiều nút chủ, phân vùng nút và sao chép khóa để mang lại độ sẵn sàng cao.	MongoDB sử dụng một nút chính duy nhất và nhiều nút bản sao. Kết hợp với tính năng phân mảnh, MongoDB mang lại độ sẵn sàng cao và khả năng điều chỉnh quy mô linh hoạt.
Phân vùng	Thuật toán băm nhất quán, người dùng có ít khả năng kiểm soát hơn.	Người dùng xác định các khóa phân mảnh và có khả năng kiểm soát tốt hơn đối với quá trình phân vùng.