DynamoDB, la base de données robuste basée sur le Cloud alimentée par Amazon. Avec DynamoDB, les entreprises accèdent à des options évolutives et hautement disponibles pour un stockage et une récupération efficaces des données dans le cloud.
Qu’est-ce que DynamoDB ?
DynamoDB, développée par Amazon Web Services (AWS), est une base de données NoSQL hautement évolutive et entièrement gérée qui a été créée pour répondre aux demandes croissantes des applications modernes. La base de données a été introduite en 2012 en tant qu’élément clé des services d’informatique Cloud d’AWS. DynamoDB est un système de gestion de base de données polyvalent et flexible conçu pour traiter de grandes quantités de données avec une faible latence et de hautes performances.
Le développement de DynamoDB a été motivé par le besoin d’une solution de base de données qui puisse facilement évoluer et s’adapter à des charges de travail dynamiques. AWS a reconnu que les bases de données relationnelles traditionnelles présentaient des limites lorsqu’il s’agissait de gérer des applications à grande échelle, en particulier en termes d’évolutivité et de performances. Pour relever ces défis, DynamoDB a été conçue comme une base de données NoSQL, utilisant un modèle de stockage clé-valeur qui facilite la récupération rapide et efficace des données.
DynamoDB a été spécialement conçu pour répondre aux exigences des applications modernes qui traitent des quantités massives de données, telles que celles qui impliquent le commerce électronique, les jeux et l’analyse en temps réel. En adoptant une approche de systèmes distribués, DynamoDB atteint l’évolutivité horizontale, ce qui permet aux organisations de faire évoluer leurs bases de données au fur et à mesure que leurs besoins en données augmentent, éliminant ainsi la nécessité d’une planification manuelle de la capacité et aidant les applications à gérer les pics soudains de trafic sans compromettre les performances.
Comment fonctionne DynamoDB ?
Le cœur de l’architecture de DynamoDB est sa nature distribuée. La base de données partitionne les données automatiquement, en les répartissant sur plusieurs serveurs, ce qui permet à DynamoDB de gérer efficacement les charges de travail à grande échelle. Chaque élément d’une table est identifié de manière unique par une clé primaire, ce qui permet un accès rapide et direct aux données.
Pour atteindre l’évolutivité, DynamoDB utilise un processus connu sous le nom de partitionnement. Les données sont divisées en sous-ensembles plus petits, appelés partitions, et ces partitions sont réparties sur plusieurs serveurs. Cette approche signifie que la charge de travail est uniformément répartie et peut être traitée en parallèle, ce qui se traduit par des performances élevées et une faible latence.
Chaque partition est ensuite répliquée sur plusieurs serveurs, appelés répliques, afin d’améliorer la tolérance aux pannes et la durabilité des données. En répliquant les données à travers différentes zones de disponibilité au sein d’une région, DynamoDB offre une haute disponibilité même en cas de défaillance matérielle ou d’interruption de service.
La cohérence est un aspect important de tout système de base de données. DynamoDB propose deux modèles de cohérence : la cohérence éventuelle et la cohérence forte. La cohérence éventuelle permet des opérations de lecture plus rapides en autorisant un léger décalage dans la réplication des données entre les répliques. La cohérence forte, en revanche, garantit que chaque opération de lecture reçoit les données les plus récentes, mais avec une augmentation potentielle du temps de latence.
Pour améliorer encore les performances, DynamoDB s’intègre à Amazon ElastiCache, un service géré de mise en cache en mémoire. Cette intégration permet aux entreprises d’exploiter les capacités de mise en cache, ce qui réduit le besoin d’opérations sur disque et accélère l’accès aux données. DynamoDB offre également de puissantes options d’interrogation, permettant aux organisations de récupérer des données basées sur des clés primaires ou de créer des index secondaires pour des requêtes plus complexes.
Caractéristiques de DynamoDB
Docker offre d’innombrables fonctionnalités qui en font l’un des systèmes d’orchestration de conteneurs les plus populaires auprès des développeurs. L’une de ces principales fonctionnalités est Docker Swarm, un outil qui exécute des applications Docker en déployant des nœuds Docker, appelés Docker Daemons, dans des grappes. Voici quelques caractéristiques spécifiques :
Mode de capacité à la demande | Le mode de capacité à la demande signifie que les organisations ne paient que pour la capacité de lecture et d’écriture qu’elles consomment réellement. Cette option flexible élimine la nécessité de planifier la capacité et permet une mise à l’échelle automatique pour s’adapter aux charges de travail imprévisibles. |
Tableaux globaux | Avec Global Tables, les entreprises répliquent leurs tables sur plusieurs régions AWS, ce qui permet aux utilisateurs du monde entier d’accéder aux données avec une faible latence et de maintenir la cohérence des données, permettant ainsi la reprise après sinistre, ce qui signifie que les applications peuvent fonctionner de manière transparente même en cas de panne régionale. |
Mise à l’échelle automatique | La fonction Auto Scaling de DynamoDB ajuste la capacité de lecture et d’écriture des tables en fonction du trafic. La base de données ajoute ou retire automatiquement de la capacité en fonction de la demande, optimisant ainsi les performances et la rentabilité. La mise à l’échelle automatique élimine le besoin d’ajustements manuels de la capacité. |
Accélérateur (DAX) | DynamoDB Accelerator (DAX) est un cache en mémoire qui s’intègre de manière transparente à DynamoDB. En mettant en cache les données fréquemment consultées, DAX réduit le temps de réponse et améliore le débit pour les charges de travail à forte intensité de lecture. Il décharge la base de données et améliore considérablement les performances. |
Transactions | DynamoDB prend en charge les transactions conformes à la norme ACID, ce qui permet aux organisations de maintenir l’intégrité des données lors de la mise à jour de plusieurs éléments. Les transactions signifient que les modifications apportées à plusieurs éléments d’une table sont atomiques, cohérentes, isolées et durables, ce qui permet de modifier les données de manière fiable et prévisible. |
Cryptage des données | DynamoDB offre un chiffrement au repos, sécurisant les données stockées dans les tables à l’aide d’AWS Key Management Service (KMS). Il aide les organisations à répondre aux exigences réglementaires et de conformité tout en protégeant les informations sensibles. Le cryptage garantit pratiquement la confidentialité des données et la protection contre les accès non autorisés. |
Type de vue du flux | La fonction Stream View Type de DynamoDB permet aux organisations de choisir entre deux modes : NEW_IMAGE et OLD_IMAGE. NEW_IMAGE capture uniquement les attributs modifiés après la mise à jour d’un élément, tandis que OLD_IMAGE capture l’état de l’élément avant la mise à jour. Cette fonction offre une grande souplesse pour répondre aux différents besoins en matière de traitement des données et de suivi des modifications. |
Récupération ponctuelle (PITR) | La fonction PITR (Point-in-Time Recovery) permet aux entreprises de restaurer leurs tables à n’importe quel moment de la période de conservation spécifiée (jusqu’à 35 jours). Le PITR fournit une couche supplémentaire de protection des données, en aidant à récupérer les données perdues accidentellement, les erreurs d’application ou les activités malveillantes. |
Indice secondaire mondial (ISM) avec projection | La fonction Global Secondary Index (GSI) de DynamoDB permet aux organisations de créer des index sur des attributs non clés pour des requêtes efficaces. Avec la projection GSI, les entreprises peuvent choisir les attributs à projeter dans l’index, ce qui réduit les coûts de lecture et de stockage et améliore les performances des requêtes. |
Opérations par lots | Les organisations peuvent effectuer plusieurs opérations de lecture ou d’écriture en une seule demande. Les opérations par lots permettent de réduire la latence du réseau et d’améliorer l’efficacité du débit, ce qui les rend idéales pour les scénarios impliquant le traitement ou la mise à jour de données en masse. |
Mise à l’échelle de l’index en ligne | DynamoDB a la capacité de mettre à l’échelle les index secondaires globaux (GSI) indépendamment de la table de base. Cela signifie que les entreprises peuvent ajuster le débit provisionné pour les index en fonction de leurs modèles de requêtes spécifiques, en optimisant les performances et les coûts pour différents modèles d’accès. |
Temps de vie (TTL) avec DynamoDB Streams | La combinaison du Time to Live (TTL) et des DynamoDB Streams offre une fonctionnalité intéressante. Lorsqu’un élément est expiré à l’aide du TTL, un événement de suppression est automatiquement ajouté au flux DynamoDB. Cela permet aux organisations de créer des pipelines de données en temps réel et de déclencher des processus en aval en fonction de l’expiration des articles. |
Comprendre les principaux avantages de DynamoDB
Base de données NoSQL flexible et évolutive | En tant que base de données NoSQL entièrement gérée et fournie par Amazon Web Services (AWS), DynamoDB offre une modélisation flexible des données sans schéma, ce qui permet aux organisations d’adapter leurs structures de données sans temps d’arrêt. Grâce à ses capacités de mise à l’échelle élastique, DynamoDB peut gérer des charges de travail variables et s’adapter à des volumes de données croissants. |
Intégration transparente avec l’écosystème AWS | Faisant partie de la suite de services AWS, DynamoDB s’intègre à d’autres offres de cloud. Les organisations qui s’appuient sur l’écosystème AWS peuvent tirer parti de la compatibilité de DynamoDB avec des services tels que AWS Lambda, Amazon S3 et Amazon CloudWatch, améliorant ainsi leur infrastructure globale et leurs processus de développement d’applications. |
Haute performance et faible latence | DynamoDB offre d’excellentes performances et une faible latence, facilitant la réactivité des applications, même avec des ensembles de données volumineux et un trafic élevé. Son architecture utilise le stockage distribué et le partitionnement automatique des données, ce qui permet un accès rapide et efficace aux données. |
Disponibilité mondiale | La disponibilité globale permet aux organisations de répliquer leurs données dans plusieurs régions. Cette fonction garantit une haute disponibilité et une reprise après sinistre, minimisant ainsi le risque de perte de données et de temps d’arrêt. |
Modèle de tarification « Pay-as-you-go | Grâce à un modèle de tarification flexible de type « pay-as-you-go », les organisations paient pour les ressources qu’elles consomment, ce qui élimine le besoin d’investissements initiaux et offre des opportunités d’optimisation des coûts. |
Sécurité et contrôle d’accès intégrés | DynamoDB intègre des fonctions de sécurité, notamment le cryptage au repos et en transit, un contrôle d’accès précis via AWS Identity and Access Management (IAM) et l’intégration avec AWS Key Management Service (KMS). Ces mesures aident les organisations à répondre aux exigences strictes en matière de sécurité et de conformité. |
Sauvegarde et restauration en continu | Les entreprises peuvent facilement créer des sauvegardes automatisées et restaurer leurs données à tout moment, avec une période de rétention pouvant aller jusqu’à 35 jours. Cette capacité améliore la durabilité des données et la récupération ponctuelle, ce qui permet d’avoir l’esprit tranquille en cas de perte ou d’altération accidentelle des données. |
Les flux DynamoDB pour le traitement des données en temps réel
| DynamoDB Streams permet aux organisations de capturer et de traiter les changements de données en temps réel à partir des tables DynamoDB. Ceci est essentiel dans des scénarios tels que les architectures pilotées par les événements, l’analyse en temps réel et la construction de pipelines de données, aidant les organisations à réagir aux changements de données en temps quasi réel. |
Tiers gratuit et mise à l’échelle rentable | Un niveau gratuit généreux permet aux organisations de commencer à utiliser le service sans frais supplémentaires. Lorsque la demande d’une organisation pour la base de données augmente, la tarification à la carte et les capacités d’évolution automatique garantissent une évolution rentable, en phase avec la trajectoire de croissance de l’organisation. |
Convivialité pour les développeurs grâce à des SDK et API étendus | DynamoDB fournit aux développeurs un ensemble riche de SDK et d’API, ce qui facilite l’intégration de la base de données dans divers langages de programmation et frameworks. Cette approche conviviale simplifie le développement d’applications, réduit les délais de mise sur le marché et favorise la collaboration. Grâce à la grande capacité des serveurs d’Amazon et de DynamoDB, la base de données est capable de traiter environ 20 millions de requêtes par seconde et plus de 10 000 milliards de requêtes par jour. Les utilisateurs peuvent ainsi être sûrs que leur base de données sera en mesure de répondre à toutes les demandes et exigences qu’ils ont. |
Reconnaître les inconvénients potentiels de DynamoDB
Capacités d’interrogation limitées
La méthode d’interrogation principale est basée sur des modèles d’accès clé-valeur, ce qui peut être restrictif pour les organisations qui ont besoin d’opérations d’interrogation complexes ou de requêtes ad hoc.
Absence de liens et de relations
Contrairement aux bases de données relationnelles, DynamoDB ne prend pas en charge les opérations de jointure traditionnelles ou la gestion intégrée des relations, ce qui rend difficile la gestion de structures de données et de relations complexes.
Considérations sur les coûts
Bien que DynamoDB propose un modèle de tarification à l’utilisation, les coûts peuvent grimper rapidement, en particulier pour les organisations ayant un débit de lecture/écriture élevé ou de grandes quantités de données stockées.
Gestion du débit provisionné
Les entreprises doivent gérer et configurer avec soin la capacité de débit provisionnée pour gérer efficacement les différentes charges de travail, ce qui nécessite une surveillance et des ajustements diligents pour éviter les goulets d’étranglement en matière de performances ou les dépenses excessives.
Limitation de la taille des données
DynamoDB a une taille maximale d’élément de 400 Ko, ce qui peut poser des problèmes lorsque vous traitez des ensembles de données plus importants ou des structures de données complexes qui dépassent cette limite.
Pas de prise en charge des requêtes SQL
Pour les organisations habituées aux bases de données SQL, l’absence de prise en charge des requêtes SQL dans DynamoDB peut nécessiter une courbe d’apprentissage significative et des ajustements dans les pratiques de développement.
Index secondaires limités
DynamoDB impose des contraintes sur le nombre et les attributs pris en charge par les index secondaires, ce qui limite la flexibilité et l’expressivité des requêtes et des modèles d’accès.
Modèle de cohérence éventuelle
Par défaut, DynamoDB fournit une cohérence éventuelle, ce qui signifie qu’il peut y avoir un léger délai entre les écritures et les lectures. Cela peut poser problème pour les applications qui nécessitent de solides garanties de cohérence.
Complexité de la modélisation des données
La conception d’un modèle de données efficace dans DynamoDB peut s’avérer complexe, car elle nécessite un examen minutieux des modèles d’accès, des clés de partition et des techniques de dénormalisation afin d’optimiser les performances.
Des options de développement local limitées
DynamoDB ne dispose pas d’options de développement local robustes, ce qui rend difficile la mise en place et le test d’applications locales sans encourir de coûts supplémentaires ou dépendre de solutions alternatives.
Qui utilise DynamoDB ?
Conçue pour gérer des charges de travail massives et s’intégrer à des solutions basées sur le Cloud, DynamoDB a trouvé sa place dans de nombreux secteurs, répondant aux besoins spécifiques des organisations.
Dropbox est un excellent exemple de DynamoDB en action. En raison de sa croissance rapide, Dropbox a dû modifier son système de stockage pour faire face à l’augmentation de la demande. Comme il n’était pas possible d’augmenter le volume de son magasin sur site et de supprimer de grandes quantités de données, Dropbox a choisi d’utiliser DynamoDB par l’intermédiaire d’AWS, ce qui lui a permis d’économiser des millions de dollars et de s’assurer que sa capacité de données serait suffisante et durable à l’avenir.
