NoSQLクラウドデータベース：メリットと特徴

NoSQLクラウドデータベースは、クラウド上でサービスとして提供される非リレーショナルデータベースです。従来のリレーショナル・データベースのようなサイズの制限無く、データを保存、処理、検索するプラットフォームを提供します。このカテゴリーのデータベースは、SQLのような一連の同じフォーマットのレコードではなく、様々なデータモデルを扱うことができ、その柔軟性と拡張性で知られています。

NoSQLクラウドデータベースは、Database-as-a-Service（DBaaS）モデルの一部として利用されることが多く、開発者はインストール、プロビジョニング、チューニング、パッチ適用、更新、メンテナンスなどの運用作業から解放されます。これらのデータベースはパブリック・クラウド・プロバイダーで利用可能で、アプリケーション開発者に俊敏性と効率性の向上をもたらします。

具体的にどのようなメリットがあるのかをNoSQLとクラウドの側面を別々に考えてみます。

1 一般的なNoSQLデータベースの特徴
- 1.1 NoSQLデータベースのメリット
2 一般的なクラウドデータベースの機能
- 2.1 NoSQLクラウドデータベースのメリット
3 適切なNoSQLクラウドデータベースの選択
- 3.1 ニーズを評価する柔軟性、拡張性、パフォーマンス
- 3.2 NoSQLがサポートするデータモデルの種類を理解する
4 NoSQLの統合：サーバーレスアプリの構築など
- 4.1 NoSQLを活用したサーバーレス・アプリケーション開発
- 4.2 複製されたデータ移行が可用性を向上させる仕組み
5 NoSQLクラウドデータベースにおけるセキュリティの課題
- 5.1 NoSQLクラウド環境におけるコンプライアンスの確保

一般的なNoSQLデータベースの特徴

非常に大きなデータセットを扱う
柔軟な非リレーショナル・データベース構造を提供
ドキュメント、キーバリュー、グラフ、空間、時系列、ベクトルなど、さまざまなデータモデルの保存と管理が可能
水平方向にスケーラブル、つまりリソースを追加可能。垂直方向にしかスケーラブルでないデータベースとは対照的。

NoSQLデータベースのメリット

費用対効果
非常に大規模なデータセットからのデータ検索の高速化
変化するストレージ要件や処理要件に対応し、状況の変化への対応と運用コストの削減を実現

一般的なクラウドデータベースの機能

NoSQLデータベースはビッグデータ時代の直接的な成果であり、その多くは最新のクラウド・コンピューティング機能を実現するために特別に開発
Database-as-a-Service（DBaaS）のようなサービス・オプションを提供し、インストール、プロビジョニング、メンテナンスなどの運用タスクを削除することで、資本費用と専門従業員の必要性を削減
パブリック・クラウド・プラットフォーム上でホスティング可能
通常、定期的に更新されるストレージ・テクノロジーが含まれ、より高いパフォーマンス、効率性、信頼性を提供

NoSQLクラウドデータベースのメリット

NoSQLデータベースがクラウドと組み合わされることで、その真価が発揮される。軽快で、適応性が高く、信頼性が高い。その利点を整理。

機動性： ユーザはいつでもどこからでもクラウドデータベースにアクセスできます。
柔軟な拡張性： 必要なときにクラウドリソースを追加し、不要なときにクラウドリソースとその費用を削除することが容易です。レガシーなリレーショナル・データベース（1台のサーバーで動作するよう制約されることが多い）とは異なり、NoSQLデータベースは水平方向に拡張できるため、コードを追加することなくクラウドの追加リソースを活用できます。
管理が容易： NoSQLクラウドデータベースは、多くの場合、導入と管理が容易で、エンドユーザからはその複雑さの多くから解放されます。
セキュリティ： NoSQLクラウドデータベースは通常、バックアップ、複製、侵入に対するセキュリティが確保されています。

結局のところ、NoSQLクラウドデータベースは、企業がハードウェアの購入と保守に資本と人的資源を投下する必要がなく、その代わりに他の運用経費を予算化できることを意味します。同時に、必要なメンテナンスと運用タスクはすべてベンダが行うのが一般的で、フォークリフトによるアップグレードを必要とせずに、企業が必要とする分だけリソースが増加します。

楽天は、キャッシュバックやショッピングの特典を通じて、個人、地域社会、企業にインターネット・サービスを提供するの世界的リーダーである。同社のディスプレイ広告プラットフォームをサポートするために、楽天は、大容量データストア、低レイテンシ、無制限のスケーラビリティ、高可用性といういくつかの基準を満たすNoSQLデータベースを必要としていました。

適切なNoSQLクラウドデータベースの選択

ニーズを評価する柔軟性、拡張性、パフォーマンス

クラウドを決定する前に、組織のニーズを検討しよう。柔軟性、スケーラビリティ、パフォーマンスであれば、NoSQLが答えとなる可能性が高くなります。

ここでは、何が重要かを評価する方法を説明します：

柔軟性：

進化するニーズにデータベースがどれだけ適応できるか？
自社のレガシー・テクノロジーとうまく連携できるか？

スケーラビリティ：

企業やデータの成長に合わせてデータベースを拡張できるか。
拡張の容易さと運用コストへの影響を考慮する。

パフォーマンス：

待ち時間を最小限に抑えたリアルタイムの応答が求められるようになっているため、スピードを優先しましょう。
どのような負荷がかかっても安定したレスポンスを約束するデータベースを探しましょう。

要件を評価することで、アプリケーションのニーズに適したデータベースを選択することができます。これらの核となる属性をビジネス目標に合わせることで、アプリケーションに適したテクノロジーを選択できる可能性が高まります。

NoSQLがサポートするデータモデルの種類を理解する

NoSQLデータベースはすべて同じではありません。NoSQLデータベースにはさまざまな種類があり、それぞれが得意とするデータモデルを使用しています。

以下にいくつか例を挙げる：

ドキュメント・データベース： ドキュメント・データベース：データがJSON、XML、またはBSONアイテムで構成されている場合、これらを検討してください。ドキュメントデータストアをサポートするデータベースには、Aerospike、MongoDB、Couchbaseなど
キーバリューストア： Aerospike、DynamoDB、Redisなど
グラフ・データベース： Aerospike、Neo4j、Amazon Neptuneなど
ベクターデータベース：大量の非構造化データを検索して類似点を探していますか？ベクターデータベースは、比較できないものを比較するのに役立ちます。Aerospike、Pinecone、Milvusがベクトルデータベースの例です。
カラム・ファミリー・ストア あなたのデータは、分析や時系列データなどのコンポーネントを含むスプレッドシートに似ていますか？Apache Druid、Snowflake、Cassandraなどがその例です。

この知識があれば、意思決定プロセスを暗中模索することはありません。データ固有のニーズに最適なモデルを選択することができます。

NoSQLの統合：サーバーレスアプリの構築など

クラウドでNoSQLデータベースを使用することは、手抜きをすることではなく、高速で効率的なパフォーマンスを実現するために最適なツールを使用することです。

NoSQLを活用したサーバーレス・アプリケーション開発

サーバ管理の微妙なニュアンスを気にすることなくアプリを作ることを想像してみてください。これがクラウドベースのデータベースを使用する利点です。NoSQLデータベースは、この柔軟なテクノロジーに最適なパートナです。

その理由は以下の通り：

サービスの共生： クラウドとNoSQLデータベースの相乗効果は、開発者にスケーラビリティと柔軟性を提供します。
オンデマンドのパフォーマンス： クラウドデータベースの従量課金モデルは、アプリケーションのニーズに合わせて拡張できます。

メリット：

バックエンドに煩わされることなくアプリケーションを開発できるため、複雑さが軽減されます。
ハードウェアをより効率的に利用でき、必要なときに必要な容量だけを支払うことができます。

複製されたデータ移行が可用性を向上させる仕組み

移行は大変な作業ですが、問題にする必要はありません。しっかりとした戦略を立てれば、NoSQLデータベースへの移行はデータ・レプリケーションによって簡単に行うことができます。

NoSQLデータベースは分散データを簡単に扱えるからだ。あるデータストアが利用できない場合、アプリは単純に別のデータストアに切り替わる。時間の経過とともに、複製されたデータストアは一貫性を持つようになります。

その仕組は：

成功のための設計図 データモデル、インデックス、クエリーパターンを含む移行マップを作成する。
潜ってみる： 互換性とパフォーマンスを確認するため、パイロット・プロジェクトでテストする。

高可用性（HA）のセットアップ

複製してから運用する： サービスを中断させないために、地域間で堅牢なデータレプリケーションメカニズムを確立
警戒を怠らない： 監視ツールを導入し、システムの健全性を常に把握

ボーナスは

レプリケートされたデータは、ユーザーの近くに置かれることで、待ち時間を短縮します。また、1つのデータストアが利用できなくなった場合のデータベースの回復力も高まります。

NoSQLは水平スケーリングとレプリケートされたデータを簡単に扱えるため、当然HAセットアップに適しています。これらの戦略を使えば、マイグレーションとHAセットアップがハードルではなく、堅牢なインフラストラクチャへの足がかりになります。マイグレーションとHAを成功させるには、必要なときに必要な場所でデータを利用できるようにするための準備と計画が重要です。

NoSQLクラウドデータベースにおけるセキュリティの課題

徹底的に設計された内部プロセスとコンプライアンス戦略によってNoSQLクラウドデータベースのセキュリティを強化することは、ほとんどすべての組織にとってミッションクリティカルです。オンプレミスでもクラウドでも、データ漏洩は起こり得ます。ここでは、NoSQLクラウドデータベースのデータを保護するための主な考慮事項を紹介します。セキュリティ上の懸念とデータガバナンスへの対応は。

社内にデータセンターを持つ組織の中には、クラウドにデータを預けることをためらう人もいる。しかし実際には、クラウドベースのデータベースは通常、独自のセキュリティ・オプションと機能を提供している。

重層的な防御： クラウドベースのデータベースは通常、認証、ユーザベースの承認、転送中と保管中のデータ暗号化を提供
監査可能な証跡： ログファイルは通常、誰がいつ何をしたかを追跡

メリット

定期的なバックアップとレプリケーションにより信頼を醸成し、機密データをサイバー攻撃から保護します。
きめ細かなアクセスにより、適切な人のみが適切な情報をスキャンできるようにします。

データの専門家がデータ・セキュリティとガバナンスを管理することで、データの信頼性と完全性を守ることができます。

また、ソフトウェア・パッチのインストールやストレージ・ハードウェアの最新かつ最も信頼性の高いテクノロジーへのアップグレードなど、なぜか手が回らないメンテナンス・タスクも、クラウド・データベースのオペレーターにすべて任せることができます。

NoSQLクラウド環境におけるコンプライアンスの確保

NoSQLクラウド環境であっても、コンプライアンス要件に対応するのは難しいことですが、適切なクラウドオペレーターを選択することが役立ちます。その理由は以下の通りです。

コンプライアンスの基本

データ・レジデンシー： ユーザーが居住するデータ主権に関する法律を常に把握。
仕様要件： SOC 2 Type 2認証、ISO 27001、SOX、HIPAA、FIPS 140-2、GDPRなどの標準に確実に準拠。

実施すべきプラクティス

定期的なコンプライアンス監査による問題の発見と修正
スタッフに対する継続的なトレーニング

重要な理由

法的要件の範囲内にとどまることで、規制上の問題や重い罰金を回避することができます。
これは信頼に関わることであり、顧客は貴社が規制要件を満たしていることを知りたがります。

GDPR、CCPA、HIPAAのいずれであっても、NoSQLデータベースはコンプライアンスを維持するためのトレーサビリティと暗号化を提供します。特に規制の厳しい業界にいる場合は、コンプライアンス要件をすべて満たしていることを確認することが重要です。結局のところ、コンプライアンスとは、単に罰則を回避するだけではありません。誠実な事業運営を行っていることを顧客に示すことなのです。