Cassandra

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Cassandraとは
主な特徴
動作環境
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製品ダウンロード
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オープンソース年間サポートサービス

Cassandraとは

Cassandra（カサンドラ）は高い拡張性と、可用性を兼ね備えたOSSの分散データベース管理システムです。
CassandraはもともとFacebook社（現Meta社）*において、大容量のデータを格納するために開発され、 2008年にソースコードが公開され、2009年にはApacheのプロジェクトとなりました。
その後2010年にFacebook社*はGoogleが開発したBigtableをモデルとした別プロダクトであるHBaseを採用した動きから、Cassandraを採用する企業は限定的でしたが、2014年以降AppleやNetflixといった企業が可用性などの観点から自社の大規模システムにCassandraを採用したことを公表したこともあり、再び注目を浴びました。

Cassandraはオープンソースプロジェクトであるため、無償でのソースコード取得・本番利用が可能ですが、テスト済みでサポートを受けることが可能なDataStax社による商用製品版も存在します。

2021年7月にメジャーリリースである4.0.0がリリースされました。このメジャーリリースでは、

Java11や一時レプリケーションの実験的サポートの追加
メトリックやYAML構成情報の公開するVirtual Tables機能の追加
コンプライアンスやデバッグに有用な監査ログ機能の追加
ライブトラフィックのキャプチャやリプレイのためのFull Query Logging(FQL)機能の追加
ノード間メッセージプロトコルの最適化
クラスタノードのデータ交換で利用されるストリーミングの改善

が行われました。

最新のGAバージョンとして4.1がリリースされています。

仮想テーブル（Virtual Tables）機能の導入
Guardrailsと呼ばれる新しいフレームワークの導入
クライアント側のパスワードハッシュ使用オプションの追加
パーティション拒否リストの導入

などが行われました。

次のメジャーリリースである5.0.0は、間もなくリリース予定です。2023年12月にBETA1がリリースされています。このメジャーリリースでは、

Storage-Attached Indexing（SAI）の導入
JDK17サポート
Cassandra Query Language（CQL）内の新しい数学関数のサポート
新しいUnified Compaction Strategy（UCS）の導入
SAIを使用したANNベクトル検索機能の導入
CALデータ型に対する汎用マスキングを提供するネイティブCQL関数の追加

などの新機能があります。

主な特徴

Cassandraの主な特徴は以下の通りです。

マスターレス方式

データベースのクラスタアーキテクチャとしては「マスタスレーブ方式」の採用が大半を占めていますが、Cassandraは「マスターレス方式」を採用しています。
この方式では各ノードが等価であり、ノードを統括するマスタは存在しません。そのため、単一障害点が存在しません。加えて、レプリケーション設定により各ノードに登録されたデータはそれぞれ自動で別ノードに伝播されるため、高い可用性を実現する事が可能です。

データの分散配置

Cassandraはコンシステント・ハッシュ法というパーティションキーに基づいて、データをクラスタ内の各ノードに分割して配置するハッシュ法を採用しているため、一部のノードがダウンした場合やスケールアウトするような場合でも、サービスを継続して利用することが可能です。

スキーマ定義がある

MongoDBなどのドキュメントDBや、RedisなどのKey-Valueストアと異なり、 Cassandraにはスキーマ定義があります。これによってアプリケーションの開発や運用時に開発者・運用者にてデータ内容の把握が容易になります。
加えて、CassandraはRDBと異なり、スキーマに完全に依存しているわけではなく、一つのカラムに対して複数の値を挿入するなどある程度自由なテーブル構成を実現することができます。

性能が線形にスケールする

Cassandraは、ノードを追加することで処理をスケールさせることができます。
Cassandraは公式で性能が線形にスケールすることを謳っており、 Netflixが実施したベンチマークもそれを裏付けています。
AppleのiCloudなど、大規模なシステムでCassandraが採用されている理由の一端としては、このようなスケール性能があると考えられます。

SQLに似たクエリが利用可能(CQL)

Cassandraでは、CQL(Cassandra Query Language)というSQLライクなクエリで操作を行うことが出来ます。SELECTやUPDATE、DELETEなど、基本的なクエリはSQL ほぼそのままで実行することができます。GROUP BYはバージョン3.4.3から実装されサポートされています。ただしJOINなどの集約は実装されていません。
また、関数やORDER BYなどの並び替えについても制限がかかっているため、注意が必要です。
GAバージョン4.1のCQLのバージョンは、3.4.6です。
最新バージョンの5.0BETAのCQLバージョンは、3.4.7となっています。

動作環境

CassandraはJavaアプリケーションです。

Oracle Java Standard Edition 8またはOpenJDK8の最新バージョンが必要となります。Cassandra4.0.2以降は、Java11が完全サポートされています。
cqlshを利用するためにはPython3.6以上の最新バージョンが必要となります。

Cassandraのライセンス

Cassandraのライセンスは、「Apacheライセンスバージョン2」（Apache License version2）というライセンスに基づいて公開され、営利、非営利を問わず、誰でも自由かつ無償で利用・改変・再配布できるようになっています。

製品ダウンロード

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