MongoDB Lernkarten

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MongoDB ist eine führende NoSQL-Datenbank, die für ihre Flexibilität und Skalierbarkeit bekannt ist und sich ideal für die Verarbeitung großer Mengen unstrukturierter Daten eignet. Entwickelt von MongoDB Inc., wurde sie erstmals 2009 veröffentlicht und hat sich seitdem zu einer beliebten Wahl für moderne Anwendungen entwickelt, die hohe Verfügbarkeit und horizontale Skalierung erfordern. MongoDB speichert Daten in JSON-ähnlichen Dokumenten, was ein dynamisches Schema bietet, das die Datenmanipulation und -speicherung im Vergleich zu traditionellen relationalen Datenbanken erleichtert.

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Was ist MongoDB?

**MongoDB** ist eine nicht-relationale NoSQL-Datenbank, die Daten in Form von Dokumenten speichert. Diese Dokumente werden im BSON-Format gespeichert, welches eine binäre Darstellung des JSON-Formats ist.

MongoDB bietet bestimmte Hauptmerkmale, die es von traditionellen relationalen Datenbanken unterscheiden. Erstens ist es dokumentenorientiert, was bedeutet, dass jedes Dokument seine eigene Struktur haben kann. Dokumente werden in Sammlungen gruppiert, die den Tabellen in relationalen Datenbanken entsprechen.

Zweitens bietet MongoDB horizontale Skalierbarkeit, was bedeutet, dass zusätzliche Maschinen zu einem Cluster hinzugefügt werden können, um die Kapazität der Datenbank zu erhöhen.

Drittens unterstützt MongoDB Ad-hoc-Abfragen, Indizierung und Datenaggregation, was die Erstellung komplexer Abfragen und Datenanalysen ermöglicht.

MongoDB ist eine ideale Datenbank für Anwendungen, die ein hohes Maß an Flexibilität und Skalierbarkeit erfordern, wie z.B. Web-, Mobil- oder IoT-Anwendungen.

Was ist eine Sammlung in MongoDB?

Eine Sammlung in MongoDB entspricht einer Tabelle in einer relationalen Datenbank. Es ist der Ort, an dem MongoDB-Dokumente gespeichert werden.

Dokumente in Sammlungen sind Sets von Schlüssel-Wert-Paaren. Dokumente haben ein dynamisches Schema. Das bedeutet, dass Dokumente in derselben Sammlung nicht das gleiche Set von Feldern haben müssen und die Struktur dieser Felder von einem Dokument zum anderen variieren kann.

All dies bedeutet, dass MongoDB sehr flexibel ist und sich an verschiedene Anwendungsanforderungen anpassen kann. Sammlungen erfordern keine vordefinierte Struktur. Stattdessen können Dokumente Felder mit einer dynamisch definierten Struktur enthalten, wodurch verschiedene Arten von Daten mit unterschiedlichen Strukturen in derselben Sammlung gespeichert werden können.

Es gibt keine starren Regeln bezüglich Struktur und Datentypen. MongoDB erlaubt das Speichern von Dokumenten mit einer komplexen Form - zum Beispiel Dokumente, die andere Dokumente oder Arrays von anderen Dokumenten enthalten.

Was ist Sharding in MongoDB?

Sharding in MongoDB ist eine Strategie, um große Datensätze in kleinere, leichter zu verwaltende Stücke (sogenannte Shards) zu unterteilen, die auf mehreren Servern gespeichert werden. Diese Technik, auch bekannt als horizontale Datenpartitionierung, ermöglicht eine effiziente Verwaltung und Verarbeitung von Daten in großem Umfang.

Trotz der Unterteilung werden die Daten in MongoDB als eine einzige, zusammenhängende Datenbank präsentiert. Das bedeutet, dass Benutzer die Art und Weise, wie sie auf die Daten zugreifen, nicht ändern müssen, selbst wenn die Daten partitioniert wurden.

Das Hauptziel von Sharding ist es, die Leistung und Skalierbarkeit zu verbessern. Die Aufteilung der Daten in Shards ermöglicht eine ausgewogene Lastverteilung auf mehrere Maschinen, wodurch Ressourcen auf spezifische Aufgaben gelenkt und die Verarbeitungseffizienz erhöht werden. Dies ist entscheidend für große Datenbanken, bei denen die Verarbeitung großer Datenmengen auf einem einzigen Server zeitaufwendig und ineffizient wäre. Je nach Bedarf können die Shards auf verschiedenen Servern, Clustern oder Rechenzentren verteilt werden, was Flexibilität und Zuverlässigkeit bietet.

Wie funktioniert die Replikation in MongoDB?

Die Replikation in MongoDB ermöglicht es, mehrere Kopien derselben Daten auf mehreren Maschinen zu pflegen. Dies erleichtert eine hohe Datenverfügbarkeit und ist ein wesentlicher Bestandteil der MongoDB-Architektur.

Die Replikation in MongoDB umfasst Replikatsätze, die aus **einem primären Knoten** (der Schreiboperationen durchführen kann) und **zwei oder mehr sekundären Knoten** bestehen. Es kann zu einem Zeitpunkt nur ein primäres Mitglied in einem Replikatsatz geben. Im Falle eines Ausfalls können die verbleibenden sekundären Knoten darüber abstimmen, welcher von ihnen ihn ersetzen soll.

Sekundäre Knoten replizieren Daten vom primären Knoten und halten dadurch Kopien des Datensatzes. Beim Arbeiten mit der Replikation ist es wichtig, eine ordnungsgemäß verzögerte Replikation und die Replikation über separate Datenzentren hinweg sicherzustellen, um den Datenschutz zu gewährleisten.

Diese Datenkopien ermöglichen es MongoDB-Nutzern, Daten leicht wiederherzustellen, was eine schnelle Wiederherstellung im Falle eines Ausfalls erleichtert. Neben der Verbesserung der Verfügbarkeit führt die Replikation auch zu einer erhöhten Leseleistung, da Leseoperationen auf jedem Mitglied im Replikatsatz durchgeführt werden können.