データベースソフトウェア「Cassandra」

2025年3月9日 2025年3月9日

KoAN

Cassandra とは

Apache Cassandra は、オープンソースの分散型 NoSQL データベース管理システムで、大量のデータを扱う分散環境において、高可用性とスケーラビリティを提供します。Cassandra は、データセンター間でのレプリケーションや故障に対する耐性が強く、書き込みや読み込みが非常に高速で、リアルタイム処理が求められるアプリケーションに最適です。Facebook によって開発され、その後 Apache プロジェクトとして成長し、現在では世界中の大規模なデータインフラにおいて採用されています。

Cassandra の特徴

Cassandra は、特に次のような特徴を持っています。

分散アーキテクチャ: Cassandra は完全に分散されたデータベースで、どのノードも他のノードと対等な役割を持ち、シングルポイントの障害が発生しません。
高いスケーラビリティ: Cassandra は水平方向にスケーリング可能で、ノードを追加することでデータストレージと処理能力を増やすことができます。
高可用性とフォールトトレランス: データは自動的に複数のノードにレプリケートされ、1つのノードが故障してもシステム全体に影響を与えることはありません。
チューニング可能な整合性: Cassandra は CAP 定理に基づいて設計されており、整合性のレベルをアプリケーションのニーズに合わせて調整することが可能です。これは、強い整合性を求めるシステムでも、最終的な整合性を許容するシステムでも柔軟に対応できることを意味します。
シームレスなデータセンターレプリケーション: 複数のデータセンターにまたがってデータをレプリケートでき、地理的に分散したインフラをサポートします。

Cassandra のデータモデル

Cassandra は、テーブル (Table) と呼ばれる構造でデータを格納しますが、従来のリレーショナルデータベースのテーブルとは異なり、スキーマレスに近い設計が可能です。各テーブルは複数の 列 (Column) で構成され、行ごとに異なる列を持つことが許されています。この柔軟なデータモデルにより、非構造化データやセミ構造化データを効率的に保存できます。

Cassandra の主な機能

Cassandra は、高性能で信頼性の高いデータベース管理を可能にする多くの機能を提供しています。

クエリ言語 (CQL): Cassandra は CQL (Cassandra Query Language) という SQL ライクなクエリ言語を提供しており、SQL に慣れたユーザーが比較的容易に操作できる環境を提供しています。
タイムスタンプデータの処理: Cassandra はタイムシリーズデータを効率的に管理できるよう設計されており、時間に依存する大量のデータを高速に処理できます。
リニアスケーラビリティ: ノードの追加に伴って、リニアにスケーラビリティが向上します。データ量やトラフィックが増えても、システムのパフォーマンスを維持しながら拡張できます。
ACID 特性の一部サポート: Cassandra は分散システムでありながら、必要に応じて一貫性の高いトランザクション処理を提供するため、ACID 特性の一部をサポートしています。

用途とユースケース

Cassandra は、その高いスケーラビリティと可用性から、さまざまな業界で使用されています。以下は主な用途とユースケースです。

リアルタイムデータ処理: Cassandra は、リアルタイムのアクティビティトラッキングやセンサーデータの収集に適しています。
ビッグデータの管理: 大量の非構造化データを効率的に格納できるため、ソーシャルメディアや IoT のデータ処理に使用されます。
災害復旧とバックアップ: 複数のデータセンターにわたるレプリケーション機能により、Cassandra は災害復旧計画に組み込まれることがよくあります。
オンライン取引処理 (OLTP): 高スループットが求められるオンライン取引や決済システムにおいても、Cassandra は広く利用されています。

Cassandra のセキュリティ

企業レベルでの利用を想定して、Cassandra にはいくつかのセキュリティ機能が用意されています。

認証と認可: Cassandra は、ユーザー認証とロールベースのアクセス制御 (RBAC) を提供し、データへのアクセスを適切に管理します。
暗号化: データの転送および保存時の暗号化がサポートされており、機密性の高いデータを安全に管理できます。
監査ログ: システムで発生した操作や変更を記録する監査ログ機能により、セキュリティを強化できます。

まとめ

Apache Cassandra は、大規模なデータ処理が求められる環境において、スケーラビリティ、可用性、フォールトトレランスに優れた NoSQL データベースです。リアルタイムデータの処理、ビッグデータの管理、分散システムの構築において強力なツールであり、シームレスなデータセンターレプリケーションや柔軟なデータモデルを活用することで、企業のデータ管理に最適なソリューションを提供します。