NoSQLの基礎：HBase、Cassandra等の特徴解説

DE067：NoSQLデータストア（HBase、Cassandra、Mongo DB、CouchDB、Amazon DynamoDB、Azure Cosmos DB、Google Cloud Firestoreなど）にAPIを介してアクセスし、新規データを登録できる

DE067：NoSQLデータストア（HBase、Cassandra、Mongo DB、CouchDB、Amazon DynamoDB、Azure Cosmos DB、Google Cloud Firestoreなど）にAPIを介してアクセスし、新規データを登録できる

企業のデータ管理では、リレーショナルデータベース（RDBMS）では扱いにくいデータや、すぐに処理しなければならない大量のデータが増えています。例えば、画像や動画、テキストのような非構造化データは、RDBMSのように決まった形（表形式）で管理するのが難しいです。また、大量のデータをリアルタイムで処理する場合も、従来のRDBMSでは対応しきれないことがあります。

こうした課題を解決するのが、NoSQLデータストアです。本記事では、HBaseやCassandra、MongoDB、CouchDB、Amazon DynamoDBといった代表的なNoSQLデータストアに、APIを使ってアクセスし、新しいデータを登録する方法を解説します。

NoSQLとは？

NoSQL（Not Only SQL）は、リレーショナルデータベースのようにあらかじめ決められたデータ形式に縛られないデータベースのことです。これにより、テキストや画像などの「決まった形がないデータ」や、非常に多くのデータを効率よく扱うことができます。代表的なNoSQLデータストアには以下のような種類があります。

HBase
Hadoop上で動作する分散型データストアで、大量のデータ処理に特化しています。
Cassandra
高いフォールトトレランスとスケーラビリティを持ち、特に書き込み負荷の高い環境に適しています。
MongoDB
JSON形式のデータを扱うドキュメント指向データベースで、開発の柔軟性に優れています。
CouchDB
REST APIを通じてデータにアクセスするドキュメントデータベースで、オフライン対応が可能です。
Amazon DynamoDB
AWSが提供するマネージド型NoSQLデータベースで、自動的なスケーリングと高可用性を提供します。

NoSQLデータストアのメリット

柔軟なデータ構造

NoSQLデータベースは、決まったデータ形式に縛られないので、データの形を変更したいときにも簡単に対応できます。そのため、頻繁にデータが変わる環境や、開発の途中でデータ構造を調整する必要がある場面に向いています。

スケールしやすい

NoSQLは、データが増えたときにサーバー（ノード）を追加するだけで対応できます。これにより、データ量が急激に増えても、システム全体を止めずにリソースを増やしていくことができます。

障害に強い設計

NoSQLは、データを複数の場所にコピーして保存するので、システムの一部に問題が起きても、他の部分でデータを扱い続けることができます。これにより、システム全体が止まることなく、安定してサービスを提供できます。

APIを使用したNoSQLデータへのアクセス

API（アプリケーションプログラミングインターフェース）を活用することで、外部システムから簡単にNoSQLデータストアにアクセスし、データの登録や取得ができます。各データベースが提供するAPIは異なるため、使用するプログラミング言語や開発環境に応じた選定が重要です。

代表的なNoSQLデータストアのAPI

MongoDB
公式のドライバを使って、JavaScriptやPythonなど主要なプログラミング言語からアクセスが可能です。
Amazon DynamoDB
AWS SDKを用いてAPI経由でシームレスに操作でき、スケーラブルなデータ処理をサポートします。
Cassandra
REST APIやCQL（Cassandra Query Language）を利用して、リレーショナルデータベースに似た操作が可能です。

NoSQLの選定ポイント

NoSQLデータストアを選定する際には、以下の要素を考慮する必要があります。

スケーラビリティ
データ量が今後どの程度増加するかに応じて、水平スケーリングに強いデータベースを選ぶべきです。
可用性
24時間稼働を必要とするシステムでは、フォールトトレランスが高いデータストアが有利です。
データモデル
ドキュメント指向、列指向、キー・バリュー型など、プロジェクトに最適なデータモデルを選定しましょう。

まとめ

NoSQLデータストアは、リレーショナルデータベースでは対応が難しい非構造化データや大規模データの処理に最適な選択肢です。APIを通じて、さまざまなプログラミング言語からのアクセスが可能で、柔軟かつ効率的にデータの登録や管理が行えます。

HBase、Cassandra、MongoDB、CouchDB、Amazon DynamoDBなどのNoSQLデータストアは、それぞれ特定のユースケースに強みを持っています。ビジネスニーズに合ったデータベースを選び、APIを活用して、効率的なシステム運用を実現しましょう。これらの技術は、データサイエンティスト検定DE067においても重要なスキルとなり、実務での活用にも役立ちます。