Funzionalità di Apache Cassandra supportate da Azure Cosmos DB per Apache Cassandra

SI APPLICA A: Cassandra

Importante

Si sta cercando una soluzione di database per scenari su larga scala con un contratto di servizio di disponibilità 99.999%, scalabilità automatica immediata e failover automatico in più aree? Prendere in considerazione Azure Cosmos DB per NoSQL.

Si sta cercando di eseguire la migrazione di un'applicazione Apache Cassandra esistente? Prendere in considerazione Azure Istanza gestita per Apache Cassandra.

Azure Cosmos DB è Microsoft servizio di database multimodello distribuito a livello globale. È possibile comunicare con Azure Cosmos DB per Apache Cassandra tramite il protocollo binario CQL (Cassandra Query Language) v4 conforme al wire protocol utilizzando driver client Cassandra open-source.

Usando il Azure Cosmos DB per Apache Cassandra, è possibile sfruttare i vantaggi delle API Apache Cassandra e delle funzionalità aziendali offerte da Azure Cosmos DB. Le funzionalità aziendali includono la distribuzione globale, il partizionamento con scalabilità orizzontale automatica, le garanzie di disponibilità e latenza, la crittografia dei dati inattivi e i backup.

Protocollo Cassandra

Il Azure Cosmos DB per Apache Cassandra è compatibile con l'API Cassandra Query Language (CQL) v3.11. È retrocompatibile con la versione 2.x. I comandi, gli strumenti, le limitazioni e le eccezioni supportati sono elencati più avanti in questo articolo. Qualsiasi driver client che riconosce questi protocolli deve essere in grado di connettersi a Azure Cosmos DB per Apache Cassandra.

Azure Istanza gestita per Apache Cassandra

Per alcuni clienti, l'adattamento all'API per Cassandra può essere una sfida dovuta alle differenze di comportamento e configurazione, soprattutto per le migrazioni lift-and-shift. Se una funzionalità fondamentale per l'applicazione non è supportata più avanti in questo articolo, è consigliabile usare Azure Istanza gestita per Apache Cassandra. Questo servizio è un servizio Azure di prima parte per l'hosting e la gestione di cluster Apache Cassandra open source puri con 100% compatibilità.

Driver Cassandra

Azure Cosmos DB per Apache Cassandra supporta le versioni seguenti dei driver Cassandra:

Tipi di dati CQL

Azure Cosmos DB per Apache Cassandra supporta i tipi di dati CQL seguenti:

TIPO Supportato
ascii
bigint
blob
boolean
counter
date
decimal
double
float
frozen
inet
int
list
set
smallint
text
time
timestamp
timeuuid
tinyint
tuple
uuid
varchar
varint
tuples
udts
map

Per la dichiarazione del tipo di dati è supportato il tipo statico.

Funzioni CQL

Azure Cosmos DB per Apache Cassandra supporta le funzioni CQL seguenti:

Comando Supportato
Token *
ttl ***
writetime ***
cast **

Note

* L'API Cassandra supporta il token come proiezione/selettore e consente solo token(pk) sul lato sinistro di una clausola WHERE. Ad esempio, WHERE token(pk) > 1024 è supportato, ma WHERE token(pk) > token(100)non lo è. ** La funzione cast() non è nidificabile nell'API per Cassandra. Ad esempio, SELECT cast(count as double) FROM myTable è supportato, ma SELECT avg(cast(count as double)) FROM myTablenon lo è. I timestamp personalizzati e il TTL specificati con l'opzione USING vengono applicati a livello di riga (e non per cella).

Funzioni di aggregazione:

Comando Supportato
avg
count
min
max
sum

Note

Le funzioni di aggregazione possono essere usate su colonne normali, ma le aggregazioni su colonne di clustering non sono supportate.

Funzioni di conversione BLOB:

Comando Supportato
typeAsBlob(value)
blobAsType(value)

Funzioni UUID e timeuuid:

Comando Supportato
dateOf()
now()
minTimeuuid()
unixTimestampOf()
toDate(timeuuid)
toTimestamp(timeuuid)
toUnixTimestamp(timeuuid)
toDate(timestamp)
toUnixTimestamp(timestamp)
toTimestamp(date)
toUnixTimestamp(date)

Comandi CQL

Azure Cosmos DB supporta i comandi di database seguenti nell'API per gli account Cassandra.

Comando Supportato
ALLOW FILTERING
ALTER KEYSPACE N/d (servizio PaaS, replica gestita internamente)
ALTER MATERIALIZED VIEW
ALTER ROLE NO
ALTER TABLE
ALTER TYPE NO
ALTER USER NO
BATCH Sì (solo batch non registrato)
COMPACT STORAGE N/d (servizio PaaS)
CREATE AGGREGATE NO
CREATE CUSTOM INDEX (SASI) NO
CREATE INDEX Sì (inclusi gli indici denominati ma la raccolta FROZEN completa non è supportata)
CREATE FUNCTION NO
CREATE KEYSPACE (impostazioni di replica ignorate)
CREATE MATERIALIZED VIEW
CREATE TABLE
CREATE TRIGGER NO
CREATE TYPE
CREATE ROLE NO
CREATE USER (deprecato in Apache Cassandra nativo) NO
DELETE
DISTINCT NO
DROP AGGREGATE NO
DROP FUNCTION NO
DROP INDEX
DROP KEYSPACE
DROP MATERIALIZED VIEW
DROP ROLE NO
DROP TABLE
DROP TRIGGER NO
DROP TYPE
DROP USER (deprecato in Apache Cassandra nativo) NO
GRANT NO
INSERT
LIST PERMISSIONS NO
LIST ROLES NO
LIST USERS (deprecato in Apache Cassandra nativo) NO
REVOKE NO
SELECT
UPDATE
TRUNCATE
USE

Transazioni leggere (LWT)

Componente Supportato
DELETE IF EXISTS
DELETE conditions
INSERT IF NOT EXISTS
UPDATE IF EXISTS
UPDATE IF NOT EXISTS
UPDATE conditions

Note

Le transazioni leggere non sono attualmente supportate per gli account con scritture in più aree abilitate.

Comandi della shell CQL

Azure Cosmos DB supporta i comandi di database seguenti nell'API per gli account Cassandra.

Comando Supportato
CAPTURE
CLEAR
CONSISTENCY * N/D
COPY NO
DESCRIBE
cqlshExpand NO
EXIT
LOGIN N/D (la funzione USER CQL non è supportata, quindi LOGIN è ridondante)
PAGING
SERIAL CONSISTENCY * N/D
SHOW
SOURCE
TRACING N/D (l'API per Cassandra è supportata da Azure Cosmos DB: usare diagnostic logging per la risoluzione dei problemi)

Note

La coerenza funziona in modo diverso in Azure Cosmos DB. Per altre informazioni, vedere Apache Cassandra e Azure Cosmos DB per i livelli di coerenza di Apache Cassandra.

Supporto per JSON

Comando Supportato
SELECT JSON
INSERT JSON
fromJson() NO
toJson() NO

Limiti dell'API per Cassandra

Azure Cosmos DB per Apache Cassandra non ha limiti alle dimensioni dei dati archiviati in una tabella. Possono essere archiviati centinaia di terabyte o petabyte di dati, a patto che siano rispettati i limiti della chiave di partizione. Analogamente, ogni entità o un equivalente di riga non ha limiti al numero di colonne. Le dimensioni totali dell'entità non devono superare 2 MB. I dati per chiave di partizione non possono superare i 20 GB come in tutte le altre API.

Comportamento delle query di intervallo di stringhe nelle colonne di testo

Gli operatori di intervallo (>, =, ><, <=) applicati alle colonne stringa (testo) non eseguono ricerche con prefisso o sottostringa. Questo comportamento segue la semantica CQL (Cassandra Query Language) ed è coerente con il comportamento di Apache Cassandra. Il comportamento di Azure Cosmos DB per Apache Cassandra valuta i confronti di intervalli di stringa usando l'ordinamento lessicografico (per byte). Quando si confronta un valore stringa con una stringa parziale, il confronto viene eseguito carattere per carattere anziché come prefisso o corrispondenza di modello. Per esempio:

'ABCD' 'ABC' → restituisce true 'ABZ' > 'ABC' → restituisce true 'AB' >> 'ABC' → restituisce false (stringhe più brevi sono lessicografichemente più piccole)

Implicazione

Poiché i confronti sono rigorosamente lessicografici, i predicati di intervallo sui valori stringa parziali non possono essere usati per implementare la semantica di ricerca basata su prefissi o sottostringhe. Le applicazioni che richiedono modelli di ricerca con prefisso devono progettare di conseguenza il modello di dati o la strategia di query.

Strumenti

Azure Cosmos DB per Apache Cassandra è una piattaforma di servizi gestiti. La piattaforma non richiede alcun sovraccarico di gestione o utilità, ad esempio Garbage Collector, Java Macchina virtuale (JVM) e lo strumento node per gestire il cluster. Sono supportati strumenti come cqlsh quelli che usano la compatibilità binaria CQLv4.

  • Esplora dati, metriche, diagnostica dei log, PowerShell e interfaccia della riga di comando del portale di Azure sono altri meccanismi supportati per gestire l'account.

Shell CQL

È possibile connettersi all'API per Cassandra in Azure Cosmos DB usando CQLSH installato in un computer locale. Questa utilità è inclusa in Apache Cassandra 3.1.1 e per usarla è sufficiente impostare le variabili di ambiente. Le sezioni seguenti includono le istruzioni per installare, configurare e connettersi all'API per Cassandra in Azure Cosmos DB, in Windows o Linux usando CQLSH.

Avviso

Le connessioni a Azure Cosmos DB per Apache Cassandra non funzionano con DataStax Enterprise (DSE) o con le versioni di Cassandra 4.0 di CQLSH. Assicurarsi di usare solo le versioni open source 3.11 di CQLSH di Apache Cassandra per connettersi all'API di Cassandra.

Windows:

  1. Installare Python 3.

  2. Installare PIP.

    1. Prima di installare PIP, scaricare il file get-pip.py .
    2. Avviare una finestra del prompt dei comandi, se non è già aperta. A tale scopo, aprire la barra di ricerca Windows, digitare cmd e selezionare l'icona.
    3. Eseguire quindi il comando seguente per scaricare il file get-pip.py :
    curl https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py -o get-pip.py 
    
  3. Installare PIP in Windows:

    python get-pip.py
    
  4. Verificare l'installazione PIP. Cercare un messaggio del passaggio 3 per verificare la cartella in cui è stato installato PIP. Passare quindi a tale cartella ed eseguire il comando pip help.

  5. Installare CQLSH usando PIP:

    pip3 install cqlsh==5.0.3
    
  6. Installare Python 2.

  7. Eseguire CQLSH usando il meccanismo di autenticazione.

Note

È necessario impostare le variabili di ambiente in modo che puntino alla cartella Python 2.

Installare in Unix/Linux/Mac:

# Install default-jre and default-jdk
sudo apt install default-jre
sudo apt-get update
sudo apt install default-jdk

# Import the Baltimore CyberTrust root certificate:
curl https://cacert.omniroot.com/bc2025.crt > bc2025.crt
keytool -importcert -alias bc2025ca -file bc2025.crt

# Install the Cassandra libraries in order to get CQLSH:
echo "deb https://downloads.apache.org/cassandra/debian 311x main" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list.d/cassandra.sources.list
curl https://downloads.apache.org/cassandra/KEYS | sudo apt-key add -
sudo apt-get update
sudo apt-get install cassandra=3.11.13

Connettersi con Unix/Linux/Mac:

# Export the SSL variables:
export SSL_VERSION=TLSv1_2
export SSL_VALIDATE=false

# Connect to Azure Cosmos DB for Apache Cassandra:
cqlsh <YOUR_ACCOUNT_NAME>.cassandra.cosmosdb.azure.com 10350 -u <YOUR_ACCOUNT_NAME> -p <YOUR_ACCOUNT_PASSWORD> --ssl --protocol-version=4

Connettersi con Docker:

docker run -it --rm -e SSL_VALIDATE=false -e SSL_VERSION=TLSv1_2 cassandra:3.11 cqlsh <account_name>.cassandra.cosmos.azure.com 10350 -u <YOUR_ACCOUNT_NAME> -p <YOUR_ACCOUNT_PASSWORD> --ssl

Tutte le operazioni CRUD eseguite tramite un SDK compatibile con CQL v4 restituiscono informazioni aggiuntive sugli errori e sulle unità richiesta utilizzate. Per garantire l'uso più efficiente del throughput provvisto, i comandi DELETE e UPDATE devono essere gestiti tenendo conto della governance delle risorse.

Note

Il gc_grace_seconds valore deve essere zero, se specificato.

var tableInsertStatement = table.Insert(sampleEntity); 
var insertResult = await tableInsertStatement.ExecuteAsync(); 
 
foreach (string key in insertResult.Info.IncomingPayload) 
        { 
            byte[] valueInBytes = customPayload[key]; 
            double value = Encoding.UTF8.GetString(valueInBytes); 
            Console.WriteLine($"CustomPayload:  {key}: {value}"); 
        } 

Mapping coerente

Azure Cosmos DB per Apache Cassandra offre la scelta di coerenza per le operazioni di lettura. Per altre informazioni, vedere Mapping dei livelli di coerenza.

Gestione di ruoli e privilegi

Azure Cosmos DB supporta il controllo degli accessi in base al ruolo di Azure (Azure RBAC) per il provisioning, la rotazione delle chiavi, la visualizzazione delle metriche e per ottenere password/chiavi con accesso in lettura e scrittura o in sola lettura tramite il portale Azure. Azure Cosmos DB non supporta i ruoli per le attività CRUD.

Opzioni di Keyspace e tabella

Le opzioni per nome dell'area, classe, replication_factor e data center nel CREATE KEYSPACE comando vengono attualmente ignorate. Il sistema utilizza il metodo di replica per la distribuzione globale di Azure Cosmos DB sottostante per aggiungere le regioni. Se è necessaria la presenza di dati tra aree, è possibile abilitarla a livello di account con PowerShell, l'interfaccia della riga di comando o il portale di Azure. Per altre informazioni, vedere Aggiungere aree all'account del database.

Durable_writes non può essere disabilitato perché Azure Cosmos DB garantisce che ogni scrittura sia durevole. In ogni area, Azure Cosmos DB replica i dati nel set di repliche costituito da quattro repliche e questo set di repliche configuration non può essere modificato.

Tutte le opzioni vengono ignorate durante la creazione della tabella, ad eccezione gc_grace_secondsdi , che deve essere impostata su zero. Keyspace e tabella hanno un'opzione aggiuntiva denominata cosmosdb_provisioned_throughput con un valore minimo di 400 UR/sec. La velocità effettiva del keyspace può essere condivisa tra più tabelle. È utile per scenari in cui non tutte le tabelle utilizzano la velocità effettiva con provisioning. Il comando ALTER TABLE consente di cambiare la velocità effettiva con provisioning tra le aree.

CREATE KEYSPACE sampleks WITH REPLICATION = {  'class' : 'SimpleStrategy'} AND cosmosdb_provisioned_throughput=2000;  

CREATE TABLE sampleks.t1(user_id int PRIMARY KEY, lastname text) WITH cosmosdb_provisioned_throughput=2000; 

ALTER TABLE gks1.t1 WITH cosmosdb_provisioned_throughput=10000 ;

Indice secondario

L'API per Cassandra supporta indici secondari in tutti i tipi di dati, tranne i tipi di raccolta bloccata e i tipi decimal e variant.

Utilizzo dei criteri di ripetizione delle connessioni di Cassandra

Azure Cosmos DB è un sistema regolamentato dalle risorse. È possibile eseguire alcune operazioni in un determinato secondo in base alle unità richiesta utilizzate dalle operazioni. Se un'applicazione supera tale limite in un determinato secondo, la frequenza delle richieste viene limitata e vengono generate eccezioni. L'API per Cassandra in Azure Cosmos DB converte queste eccezioni in errori di overload nel protocollo nativo Cassandra.

Per assicurarsi che l'applicazione possa intercettare e ripetere le richieste in caso di limitazione della frequenza, vengono fornite le estensioni spark e Java. Vedere anche esempi di codice Java per version 3 e version 4 driver Datastax durante la connessione all'API per Cassandra in Azure Cosmos DB. Se si usano altri SDK per accedere all'API per Cassandra in Azure Cosmos DB, creare un criterio di ripetizione dei tentativi per riprovare su queste eccezioni. In alternativa, abilitare la ripetizione dei tentativi lato server per l'API per Cassandra.

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