NoSQL (kavram)

Bilgisayar bilimleri'nde NoSQL, klasik ilişkisel veritabanı yönetim sistemlerinden (İVTYS) bir şekilde farklı olan veritabanı yönetim sistemleri için kullanılan bir kavramdır.
Bu veri depolarının sabit tabela düzenlerine ihtiyaçları olmayabilir, alışılagelmiş join işlemleri kullanılmaz, tipik olarak yatay ölçeklemeye gidilir. Akademisyenlerce ve makalelerde tipik olarak böyle veri depolarına yapılanmış bellek (structured storage) denir. Bu kavram klasik ilişkisel veritabanlarını altküme olarak görür. Bu kavram aynı zamanda SQL ve Daha Fazlası (Not Only SQL) olarak da adlandırılmaktadır.
Tarihçe
NoSQL kavramı 1998'de çıkarılan SQL arayüzü olmayan hafif bir açık kaynak ilişkisel veritabanı. Tasarımcısı Carlo Strozzi, NoSQL hareketi "ilişkisel modelden tamamen ayrılırken ona bundan dolayı daha uygun olarak ilişkisel olmayan anlamında 'NoREL' (İng. no relation) veya benzeri bir ad vermek gerektiğini ileri sürer."
Rackspace'ın bir çalışanı olan Eric Evans, NoSQL kavramını Last. fm'den Johan Oskarsson açık kaynak dağıtık veritabanlarının görüşüleceği bir toplantı planlamak istediğinde 2009 başında tekrar kullanmaya başlandı. Bu adla artan sayıda ortaya çıkan ve ilişkisel olmayan ve çoğu zaman ACID garantisini vermeyi amaçlamayan dağıtık veri depolarına damgasını vurmak istemişti. ACID, IBM DB2, MySQL, Microsoft SQL Server, PostgreSQL, Oracle İVTYS, Informix gibi klasik ilişkisel veritabanı sistemlerinde sağlanan temel özelliklerdendir.
2009'da Atlanta'daki "no:sql(east)" konferansının NoSQL tartışması üzerinde derin etkileri oldu. Kendisini "ilişkisel olmayan veri depolarıyla ilgili bir konferansı" olarak görmekte olan ve sloganı "eğlenceyi seç, ilişkisel=yanlış; olan gerçek Dünya'dan faydalan" (İng. "select fun, profit from real_world where relational=false;") olan bu konferansın NoSQL tartışmasına etkisi olmuştur. Böylece "NoSQL" 'in en genel yorumu, anlamı anti-İVTYS olmayıp anahtar-değer depoları, belge veritabanları ve Graph veritabanlarının kullanımının altını çizmesine rağmen "ilişkisel olmayan"'dır.
Mimarisi
Tipik modern ilişkisel veritabanları çok sayıda belgeyi indeksleme, yoğun trafiği olan sunan Web sayfalarında ve streaming medya sağlama gibi kimi yoğun veri uygulamalarında yetersiz edim göstermişlerdir. Tipik İVTYS uygulamaları ya küçük fakat sıkça oku/yaz işlemleri ya da ender yazaz büyük komut listesi komut liste (İng. batch) hareketleri (işlemleri) ayarlanır. Diğer taraftan NoSQL, yoğun oku/yaz hizmeti verir. Gerçek Dünya NoSQL yerleşimleri green badges (sosyal ağlarda başkalarınca değerlendirilen hikayeleri gösteren belirleyiciler) için Digg'in 3 TB'lı çözümü, Facebook'un gelen postaları arama için 50 TB ve eBay'in bütün verileri için 2 PB.
NoSQL mimarileri çoğu zaman sonunda tutarlı (İng. eventual consistency) veya tek veri maddesiyle sınırlı işlemlerde zayıf tutarlılık garantisi verir. Fakat kimi sistemler, yardımcı özel yazılım tabakası ekleyerek bazı oluşumlarda tam ACID garantisi verirler (mesela CloudTPS). Sütun depoları için şipşak yalıtım sağlayan iki sistem geliştirilmiştir. Bunlar Google'un BigTable'e dayanan Percolator sistemi ve Waterloo Üniversitesi'nde HBase için geliştirilmiş hareketsel sistem (İng.transactional system). Ayrı ayrı geliştirilmiş bu sistemler, benzer kavramlar şipşak yalıtım kullanarak veri yönetimi için fazladan işlemlere, ara yazılım yerleştirmesi (İng. middleware system deployment) veya ara yazılım tabakasından kaynaklanan bakıma gerek duymadan altındaki sütun deposu için garantili çok satırlı dağıtık ACID işlemleri sağlar.
Birçok NoSQL sistemi, verilerin farklı sunucularda yedeklemesini yapan dağıtık mimariyi kullanır. Bu saklamalar genelde dağıtık hash çizelgeleri ile yapılır. Böylece sistem kolayca yeni sunucular eklenerek büyütülebilir ve bir sunucunun arızalanmasına katlanılabilir.
Kimi NoSQL savunucuları birleşik dizinler (İng. associative array) veya anahtar-değer çiftleri gibi çok basit arayüzlerine ağırlık verir. Doğal XML veritabanları gibi diğer sistemler XQuery standardını destekler. CloudTPS gibi daha yeni sistemler ayrıca join sorgulamalarını da içermektedir.
Sınıflandırma
NoSQL uygulamalarını yapılışlarına göre sınıflamak mümkündür:
Doküman tabanlı
Çizelge
Anahtar-değer deposu
Anahtar-değer depoları düzeni olmayan veri depoları olup uygulamaların verilerini saklamaya yararlar. Veri alışılageldiği şekilde seçilen programlama dilinin veri türünde veya bir nesnede saklanır. Böyece sabit bir veri modeline gerek yoktur. Şu türler vardır:
Sonunda tutarlı anahtar-değer deposu
Cassandra
Dynamo
Hibari
Project Voldemort
Riak
Aşamalı anahtar-değer deposu
GT. M
GlobalsDB
Konuklanmış hizmetler (İng. hosted services)
Freebase
Anahtar-değer RAM'da ön bellekte
Citrusleaf veritabanı
memcached
Oracle Coherence
Redis
Tuple space
Velocity
Paxos algoritmasını uygulayan anahtar-değer depoları
Keyspace
Diskte anahtar-değer depoları
BigTable
CDB
Citrusleaf veritabanı
Dynomite
Keyspace
membase
Memcachedb
Redis
Tokyo Cabinet
TreapDB
Tuple space
Çoklu değer veritabanları
Extensible Storage Engine (ESE/NT)
OpenQM
Revelation Software'in OpenInsight'ı
Rocket U2
Nesnel veritabanları
db4o
GemStone/S
InterSystems Caché
JADE
Objectivity/DB
ObjectStore
Versant Object veritabanı
ZODB
Kerte anahtar-değer deposu
Berkeley DB
IBM Informix C-ISAM
Memcachedb
NMDB
Çizelge halinde
BigTable
Hbase
Hypertable
Mnesia
Değişkenler grubu deposu
Apache River