Qu'est-ce qu'une base de données NoSQL ?

Qu'est-ce qu'une base de données NoSQL ?

La base de données NoSQL (Not Only SQL) est un système de base de données non relationnelle. Elle est utilisée pour stocker des données sous une forme non structurée, tout ceci sans toutefois suivre de schémas de construction fixes. Ce système aide à organiser les données de façon libre, sans pour autant respecter la structure contraignante des bases de données relationnelles comme c'est le cas avec le SQL. Il offre donc la possibilité de faciliter le scaling et ne nécessite plus l'utilisation des jointures.

Les bases de données NoSQL sont particulièrement utiles pour les Data Stores distribués qui ont besoin de capacité de stockage élevée. Raison pour laquelle cette solution légère open source est souvent utilisée pour les applications web, mais aussi pour le Big Data en temps réel. Les systèmes NoSQL sont aussi compatibles avec une grande variété de technologies. Celles-ci permettent le stockage de données non structurées, structurées, semi-structurées ou encore polymorphiques.

La principale caractéristique des systèmes de base de données non relationnelle est qu'ils ne suivent pas un modèle relationnel. Ils ne présentent pas non plus de tableaux sous forme de colonnes fixes. Les bases NoSQL ne nécessitent donc pas de mapping relationnel ni de normalisation de données. L'autre particularité des bases de données NoSQL est l'absence ou la flexibilité des schémas. En effet, le schéma des données n'a pas besoin d'être défini et les données des différentes structures peuvent être rassemblées sur un même système.

Parmi les systèmes de base de données les plus utilisés, on peut citer :

• MongoDB : database NoSQL open source orientée document. En d'autres termes, ce système utilise des documents de type JSON pour sauvegarder des données,
• Redis : c'est sans doute la plus populaire des bases de données clé/valeur,
• Cassandra : il s'agit d'un système de stockage développé par Facebook pour le traitement des grandes quantités de données structurées comme Big Data.

On peut également ajouter l'Oracle NoSQL Database Cloud Service qui aide à gérer les modèles de base de données clé/valeur.

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Quelle est l'utilité d'une base de données NoSQL ?

Les bases de données NoSQL peuvent être utiles dans de nombreux cas d'usage. Elles sont en effet adaptées pour sauvegarder, gérer et analyser de grands volumes de données. Elles sont également utiles lorsque les relations entre les données ne sont pas spécialement importantes.

Les systèmes de base de données NoSQL peuvent également être utilisés lorsque les données changent au fil du temps et ne sont pas structurées. NoSQL convient enfin lorsque le volume de données augmente en continu et que le scaling régulier de la base de données est indispensable pour les prendre en charge.

Formation en base de données

Pour apprendre à utiliser NoSQL, de nombreuses formations en Data Scientist, en Data Analyst, en Data Engineer ou encore en cybersécurité sont organisées par Jedha. Ces formations en présentiel ou à distance permettent de monter en compétences dans tous les domaines du Machine Learning. En passant par l'une de ces formations, les futurs employés dans la Data maitrisent sur le bout des doigts le fonctionnement d'une base de données NoSQL.

Les avantages et les inconvénients d'une base NoSQL

Comme la plupart des outils de stockage de données, la base de données NoSQL présente une grande série d'avantages, mais elle apporte aussi quelques inconvénients.

Les avantages d'une base de données NoSQL

Comme la plupart des bases de données distribuées, NoSQL offre la possibilité de stocker les données sur différents serveurs en local ou en Cloud. Il s'agit d'un des principaux points forts de NoSQL. Le Cloud aide en effet à mettre à disposition des utilisateurs une plus grande quantité de serveurs, ceci à un prix relativement faible.

Idéales pour le stockage et l'analyse du Big Data, les bases de données NoSQL permettent aussi d'éviter un point de défaillance unique. Elles facilitent ainsi la réplication des données sur plusieurs serveurs. Cela offre la possibilité de diminuer la latence et la charge de travail des data centers pour les utilisateurs. Cette « disponibilité » de la donnée garantit au NoSQL toute sa performance et la possibilité d'une scalabilité horizontale.

De plus, les bases de données NoSQL sont capables de prendre en charge les données non structurées et les données structurées de la même façon. Cette capacité de NoSQL à s'adapter à tous les types de data lui confère sa grande flexibilité. Pour utiliser les données, le Data Scientist n'a plus besoin de les structurer, de les ranger puis de les extraire. Elles sont directement exploitables, ce qui aide à développer de façon agile et rapide des logiciels ou des applications web.

Contrairement au SQL qui reste avant tout un langage de programmation de requête, les interfaces de support offrent une utilisation simple et une parfaite lisibilité. Son interface est très ergonomique, ce qui aide les Data Scientists et les Data Analysts à travailler de manière rapide et efficace.

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Les inconvénients d'une base de données NoSQL

Malgré ses multiples avantages, l'utilisation des bases de données NoSQL apporte néanmoins quelques inconvénients. L'un des principaux points faibles de cet outil de stockage de données est l'absence de règles de standardisation. En effet, les données sont dénormalisées, mais elles traitent également avec des enregistrements sur les serveurs, contrairement au SQL qui fonctionne par référencement. C'est notamment le cas des documents lorsqu'il s'agit du type de données orientées document.

Il s'agit d'un problème majeur que rencontre cet outil, car la plupart des utilisateurs optent pour des données normalisées afin d'éviter les anomalies et les duplications de données. Si l'on prend par exemple le cas des transactions financières, elles utilisent des règles de normalisation très strictes. L'utilisation de données non normalisées est susceptible d'entrainer un risque d'erreur dans les transactions. Cela pourrait avoir un impact très grave pour les utilisateurs de NoSQL.

NoSQL fonctionne également parfaitement sur une table, mais est vite limité lorsqu'il s'agit de manipuler plusieurs tables. Cet outil est en effet incapable d'effectuer des jointures complexes. La base de données NoSQL est enfin incapable d'imbriquer les requêtes WHERE pour extraire des informations spécifiques dans la database. Ce n'est pas le cas avec SQL.

Les meilleures bases NoSql

Contrairement au SQL, les bases de données non relationnelles NoSQL ne suivent pas de schémas fixes. Elles possèdent cependant différents types de technologies dont chacune possède son propre domaine d'application. On distingue ainsi quatre grands types de bases de données NoSQL.

Les bases de données clé/valeur

Les bases de données clé/valeur ont pour principale caractéristique de stocker les données sous forme de paires clé/valeur. La clé représente ici une information numérique ou écrite sur la donnée tandis que la valeur représente la donnée elle-même. En d'autres termes, on labellise la valeur, c'est-à-dire la donnée, avec une clé.

Cela permet de prendre en charge de grands volumes de données en Cloud dans différents serveurs ainsi que des charges lourdes. Le stockage des données de forme couple clé/valeur rend également l'utilisation de la base de données plus rapide et plus flexible pour les développeurs. Pour information, Amazon DynamoDB est le modèle initial des bases de données clé/valeur.

Les bases de données orientées colonnes

Les bases de données orientées colonnes reposent essentiellement sur des colonnes. Elles sont basées sur le modèle BigTable de Google. En effet, les colonnes sont dynamiques en NoSQL et chaque ligne peut avoir un nombre différent de colonnes sans toutefois faire apparaitre la valeur NULL.

La famille de colonne (toutes les colonnes d'une table) est stockée dans le même fichier, avec un nombre fixe de lignes. À chaque fois que l'on veut appeler une ligne à une table, il n'est donc pas nécessaire de télécharger l'intégralité de la table. Il suffit de faire une requête sur une ligne et elle sera automatiquement extraite dans le Cloud.

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