Graafandmebaasid: Neo4j vs Amazon Neptune – globaalne võrdlus

Graafandmebaasid on organisatsioonidele üha olulisemad, et mõista andmepunktide vahelisi keerulisi seoseid. Erinevalt relatsioonilistest andmebaasidest, mis keskenduvad tabelites olevale struktureeritud andmetele, paistavad graafandmebaasid silma omavahel seotud andmete haldamise ja päringute tegemisega. See muudab need ideaalseks rakenduste jaoks nagu sotsiaalvõrgustikud, pettuste tuvastamine, soovitussüsteemid ja teadmusgraafid.

Kaks juhtivat graafandmebaasi lahendust on Neo4j ja Amazon Neptune. See põhjalik juhend pakub detailset võrdlust nende kahe platvormi vahel, uurides nende funktsioone, jõudlust, kasutusjuhtumeid ja hinnastust, et aidata teil valida oma vajadustele parim lahendus.

Mis on graafandmebaasid?

Oma olemuselt kasutavad graafandmebaasid andmete esitamiseks ja salvestamiseks graafistruktuure, mis koosnevad sõlmedest, servadest ja omadustest. Sõlmed esindavad entiteete (nt inimesed, tooted, asukohad), servad esindavad suhteid entiteetide vahel (nt 'sõber', 'ostis', 'asub') ja omadused esindavad entiteetide ja suhete atribuute (nt nimi, hind, kaugus).

See graafistruktuur võimaldab suhete kohta väga tõhusaid päringuid teha. Graafandmebaasid kasutavad spetsialiseeritud päringukeeli, nagu Cypher (Neo4j jaoks) ja Gremlin/SPARQL (Amazon Neptune'i jaoks), et graafi läbida ja mustreid leida.

Graafandmebaaside peamised eelised:

• Suhetele keskenduv andmemudel: Esitab lihtsalt keerulisi seoseid.
• Tõhus päringute tegemine: Optimeeritud seotud andmete läbimiseks.
• Paindlikkus: Kohandub arenevate andmestruktuuride ja ärinõuetega.
• Parem andmete avastamine: Toob esile varjatud seosed ja mustrid.

Neo4j: Juhtiv natiivne graafandmebaas

Neo4j on juhtiv natiivne graafandmebaas, mis on algusest peale loodud ja ehitatud graafiandmete käsitlemiseks. See pakub nii kogukondlikku versiooni (tasuta) kui ka ettevõtte versiooni (kommerts), millel on täiustatud funktsioonid ja tugi.

Neo4j peamised omadused:

• Natiivne graafisalvestus: Salvestab andmeid graafidena optimaalse jõudluse saavutamiseks.
• Cypheri päringukeel: Deklaratiivne, graafile orienteeritud päringukeel.
• ACID-tehingud: Tagab andmete järjepidevuse ja usaldusväärsuse.
• Skaleeritavus: Toetab horisontaalset skaleerimist ja kõrget kättesaadavust.
• Graafialgoritmid: Sisseehitatud algoritmid teekonna leidmiseks, kogukonna tuvastamiseks ja tsentraalsuse analüüsiks.
• Bloom Enterprise: Graafi uurimise ja visualiseerimise tööriist.
• APOC teek: Protseduuride ja funktsioonide teek, mis laiendab Cypheri funktsionaalsust.
• Georuumiline tugi: Integreeritud georuumilised funktsioonid asukohapõhiste andmete jaoks.

Neo4j kasutusjuhud:

• Soovitussüsteemid: Toodete, sisu või ühenduste soovitamine kasutaja eelistuste ja suhete põhjal. Näiteks võib ülemaailmne e-kaubanduse platvorm kasutada Neo4j'd toodete soovitamiseks varasemate ostude ja sirvimisajaloo põhjal.
• Pettuste tuvastamine: Petturlike tegevuste tuvastamine tehingute ja suhete mustrite analüüsimise teel. Rahvusvaheline pank võiks kasutada Neo4j'd kahtlaste tehingute tuvastamiseks, analüüsides kontode ja kasutajate vahelisi seoseid.
• Teadmusgraafid: Põhjalike teadmiste esituste loomine, ühendades entiteete ja seoseid erinevatest allikatest. Ülemaailmne ravimifirma võiks kasutada Neo4j'd teadmusgraafi loomiseks, mis ühendab ravimeid, haigusi ja geene.
• Põhiandmete haldus (MDM): Ühtse andmevaate loomine erinevates süsteemides, kaardistades entiteetide vahelisi seoseid. Ülemaailmne jaemüügikett võiks kasutada Neo4j'd kliendiandmete haldamiseks erinevates kauplustes ja veebikanalites.
• Identiteedi- ja juurdepääsuhaldus (IAM): Kasutaja identiteetide ja juurdepääsuõiguste haldamine, kaardistades seoseid kasutajate, rollide ja lubade vahel.

Neo4j paigaldusvõimalused:

• Kohapealne: Paigaldage Neo4j omaenda taristusse.
• Pilv: Paigaldage Neo4j pilveplatvormidele nagu AWS, Azure ja Google Cloud.
• Neo4j AuraDB: Neo4j täielikult hallatud pilveteenus.

Amazon Neptune: Pilvepõhine natiivne graafandmebaas

Amazon Neptune on Amazon Web Services (AWS) pakutav täielikult hallatud graafandmebaasi teenus. See toetab nii omaduste graafi kui ka RDF-graafi mudeleid, võimaldades teil valida oma rakenduse jaoks parima mudeli.

Amazon Neptune'i peamised omadused:

• Täielikult hallatud teenus: AWS tegeleb taristu haldamise, varundamise ja paikamisega.
• Omaduste graafi ja RDF tugi: Toetab mõlemat graafimudelit.
• Gremlini ja SPARQL-i päringukeeled: Toetab tööstusstandardi päringukeeli.
• Skaleeritavus: Skaleerub automaatselt, et tulla toime kasvavate andmete ja liiklusega.
• Kõrge kättesaadavus: Pakub automaatset tõrkesiiret ja replikatsiooni.
• Turvalisus: Integreerub AWS-i turvateenustega autentimiseks ja autoriseerimiseks.
• Integratsioon AWS-i ökosüsteemiga: Sujuv integratsioon teiste AWS-i teenustega.

Amazon Neptune'i kasutusjuhud:

• Soovitussüsteemid: Sarnaselt Neo4j'le saab Neptune'i kasutada soovitussüsteemide ehitamiseks. Näiteks võiks videote voogedastusteenus kasutada Neptune'i filmide või telesaadete soovitamiseks vaatamisajaloo ja kasutajasuhete põhjal.
• Sotsiaalvõrgustikud: Sotsiaalsete sidemete ja interaktsioonide analüüsimine. Sotsiaalmeedia ettevõte võiks kasutada Neptune'i kasutajavõrgustike analüüsimiseks ja mõjukate kasutajate tuvastamiseks.
• Pettuste tuvastamine: Petturlike tegevuste tuvastamine andmetes olevate mustrite analüüsimise teel. Kindlustusfirma võiks kasutada Neptune'i petturlike nõuete tuvastamiseks, analüüsides nõuete esitajate ja teenusepakkujate vahelisi seoseid.
• Identiteedihaldus: Kasutaja identiteetide ja juurdepääsuõiguste haldamine. Suur korporatsioon võiks kasutada Neptune'i töötajate identiteetide ja juurdepääsu haldamiseks ettevõtte ressurssidele.
• Ravimiarendus: Ravimite, haiguste ja geenide vaheliste seoste analüüsimine. Teadusasutus võiks kasutada Neptune'i ravimiarenduse kiirendamiseks, analüüsides keerulisi seoseid bioloogilistes andmetes.

Amazon Neptune'i paigaldus:

• AWS-i pilv: Neptune on saadaval ainult hallatud teenusena AWS-is.

Neo4j vs Amazon Neptune: Detailne võrdlus

Sukeldume Neo4j ja Amazon Neptune'i detailsesse võrdlusesse mitme olulise aspekti lõikes:

1. Andmemudel ja päringukeeled

• Neo4j: Keskendub peamiselt omaduste graafi mudelile ja kasutab Cypheri päringukeelt. Cypher on tuntud oma deklaratiivse ja intuitiivse süntaksi poolest, mis teeb selle arendajatele lihtsamini õpitavaks ja kasutatavaks. See on suurepärane graafis keeruliste seoste ja mustrite läbimiseks.
• Amazon Neptune: Toetab nii omaduste graafi (kasutades Gremlinit) kui ka RDF (Resource Description Framework) graafimudeleid (kasutades SPARQL-i). See paindlikkus võimaldab teil valida mudeli, mis sobib kõige paremini teie andmete ja rakenduse nõuetega. Gremlin on üldotstarbelisem graafi läbimise keel, samas kui SPARQL on spetsiaalselt loodud RDF-andmete pärimiseks.

Näide:

Oletame, et soovite leida sotsiaalvõrgustikus kõik kasutaja nimega "Alice" sõbrad.

Neo4j (Cypher):

MATCH (a:User {name: "Alice"})-[:FRIENDS_WITH]->(b:User) RETURN b

Amazon Neptune (Gremlin):

g.V().has('name', 'Alice').out('FRIENDS_WITH').toList()

Nagu näete, peetakse Cypheri süntaksit paljude arendajate jaoks üldiselt loetavamaks ja lihtsamini mõistetavaks.

2. Jõudlus

Jõudlus on graafandmebaasi valimisel kriitiline tegur. Nii Neo4j kui ka Amazon Neptune pakuvad suurepärast jõudlust, kuid nende tugevused peituvad erinevates valdkondades.

• Neo4j: Tuntud oma suure jõudluse poolest keeruliste graafi läbimiste ja reaalajas päringute töötlemisel. Selle natiivne graafisalvestus ja optimeeritud päringumootor tagavad nõudlikele rakendustele kiired vastuseajad.
• Amazon Neptune: Pakub head jõudlust, eriti suuremahulise graafianalüütika ja päringute jaoks. Selle hajutatud arhitektuur ja optimeeritud salvestusmootor võimaldavad tal toime tulla massiivsete andmekogumite ja suurte päringukoormustega. Mõned võrdlustestid aga näitavad, et Neo4j võib teatud tüüpi graafi läbimistel Neptune'i edestada.

Märkus: Jõudlus võib oluliselt varieeruda sõltuvalt konkreetsest andmekogumist, päringumustritest ja riistvara konfiguratsioonist. On oluline läbi viia põhjalikud võrdlustestid oma andmete ja töökoormusega, et teha kindlaks, kumb andmebaas teie kasutusjuhu jaoks paremini toimib.

3. Skaleeritavus ja kättesaadavus

• Neo4j: Toetab horisontaalset skaleerimist klasterdamise kaudu, võimaldades teil jaotada andmeid ja päringukoormust mitme masina vahel. See pakub ka kõrge kättesaadavuse funktsioone, nagu replikatsioon ja tõrkesiire, et tagada pidev töö.
• Amazon Neptune: Loodud skaleeritavuse ja kättesaadavuse tagamiseks pilves. See skaleerub automaatselt kasvavate andmete ja liikluse haldamiseks ning pakub automaatset tõrkesiiret ja replikatsiooni kõrge kättesaadavuse tagamiseks. Täielikult hallatud teenusena lihtsustab Neptune skaleeritavuse ja kättesaadavuse haldamist.

4. Ökosüsteem ja integratsioon

• Neo4j: Omab rikkalikku tööriistade ja teekide ökosüsteemi, sealhulgas APOC (Awesome Procedures On Cypher) teeki, mis pakub laia valikut funktsioone ja protseduure graafi manipuleerimiseks ja analüüsiks. See integreerub hästi ka teiste tehnoloogiatega, nagu Apache Kafka, Apache Spark ja erinevad programmeerimiskeeled.
• Amazon Neptune: Integreerub sujuvalt teiste AWS-i teenustega, nagu AWS Lambda, Amazon S3 ja Amazon CloudWatch. See tihe integratsioon lihtsustab graafipõhiste rakenduste arendamist ja paigaldamist AWS-is. Siiski ei pruugi see pakkuda nii laia valikut kogukonna arendatud tööriistu ja teeke kui Neo4j.

5. Haldus ja operatsioonid

• Neo4j: Nõuab käsitsi paigaldamist, konfigureerimist ja haldamist, välja arvatud juhul, kui valite Neo4j AuraDB, selle täielikult hallatud pilveteenuse. See annab teile rohkem kontrolli andmebaasikeskkonna üle, kuid lisab ka operatiivset koormust.
• Amazon Neptune: Kuna tegemist on täielikult hallatud teenusega, tegeleb AWS enamiku haldus- ja operatiivülesannetega, nagu varundamine, paikamine ja skaleerimine. See vähendab operatiivset koormust ja võimaldab teil keskenduda oma rakenduste arendamisele.

6. Turvalisus

• Neo4j: Pakub erinevaid turvafunktsioone, nagu autentimine, autoriseerimine ja krüpteerimine. Teie vastutate nende funktsioonide konfigureerimise ja haldamise eest, et tagada oma andmete turvalisus.
• Amazon Neptune: Integreerub AWS-i turvateenustega, nagu AWS Identity and Access Management (IAM) ja Amazon Virtual Private Cloud (VPC), et pakkuda tugevat turvalisust. AWS tegeleb paljude turvaaspektidega, nagu krüpteerimine nii puhkeolekus kui ka edastamise ajal.

7. Hinnastus

• Neo4j: Pakub kogukondlikku versiooni (tasuta) ja ettevõtte versiooni (kommerts). Ettevõtte versioon pakub täiustatud funktsioone ja tuge, kuid sellega kaasneb liitumistasu. Neo4j AuraDB hinnastus sõltub andmebaasi suurusest ja tarbitud ressurssidest.
• Amazon Neptune: Hinnastus põhineb tarbitud ressurssidel, nagu andmebaasi suurus, I/O maht ja vCPU-de arv. Maksate ainult selle eest, mida kasutate, mis võib olla kulutõhus muutuvate töökoormuste korral.

Hinnastuse näidisstsenaariumid:

• Väike projekt: Piiratud andmete ja liiklusega väikese projekti jaoks võib Neo4j kogukondlik versioon olla piisav ja tasuta.
• Keskmise suurusega ettevõte: Keskmise suurusega ettevõte, mille andmed ja liiklus kasvavad, võib kasu saada Neo4j Enterprise Editionist või väikesest Neptune'i instantsist. Maksumus sõltuks konkreetsetest ressursivajadustest ja valitud hinnastusmudelist.
• Suur ettevõte: Suur ettevõte, millel on massiivsed andmed ja suur liiklus, võib vajada suurt Neptune'i instantsi või Neo4j Enterprise klastrit. Maksumus oleks oluliselt kõrgem, kuid õigustatud jõudluse ja skaleeritavuse eelistega.

Kokkuvõtlik tabel: Neo4j vs Amazon Neptune

| Omadus | Neo4j | Amazon Neptune | |---|---|---| | Andmemudel | Omaduste graaf | Omaduste graaf & RDF | | Päringukeel | Cypher | Gremlin & SPARQL | | Paigaldus | Kohapealne, Pilv, AuraDB | Ainult AWS-i pilv | | Haldus | Isehallatav (või hallatud AuraDB kaudu) | Täielikult hallatud | | Skaleeritavus | Horisontaalne skaleerimine | Automaatne skaleerimine | | Kättesaadavus | Replikatsioon & Tõrkesiire | Automaatne tõrkesiire | | Ökosüsteem | Rikkalik ökosüsteem & APOC teek | AWS-i integratsioon | | Hinnastus | Tasuta (Community), Kommerts (Enterprise), Pilvepõhine (AuraDB) | Kasutuspõhine maksmine | | Turvalisus | Konfigureeritavad turvafunktsioonid | AWS-i turvalisuse integratsioon |

Õige graafandmebaasi valimine

Teie vajadustele parim graafandmebaas sõltub teie konkreetsetest nõuetest ja piirangutest. Otsuse tegemisel arvestage järgmiste teguritega:

• Andmemudel: Kas peate toetama nii omaduste graafi kui ka RDF-graafi mudeleid?
• Päringukeel: Millist päringukeelt teie arendajad kõige paremini tunnevad?
• Paigaldus: Kas eelistate hallata omaenda taristut või soovite täielikult hallatud teenust?
• Skaleeritavus: Millised on teie skaleeritavusnõuded?
• Ökosüsteem: Kas vajate tihedat integratsiooni teiste AWS-i teenustega või eelistate laiemat valikut kogukonna arendatud tööriistu ja teeke?
• Hinnastus: Milline on teie eelarve?

Siin on üldine juhis:

• Valige Neo4j, kui: Vajate suure jõudlusega natiivset graafandmebaasi, millel on kasutajasõbralik päringukeel (Cypher), rikkalik ökosüsteem ja paindlikkus paigaldada see kohapeale või pilve. See sobib rakendustele, mis nõuavad keerulisi graafi läbimisi ja reaalajas päringute töötlemist.
• Valige Amazon Neptune, kui: Vajate täielikult hallatud graafandmebaasi teenust AWS-i pilves automaatse skaleerimise ja kõrge kättesaadavusega. See on ideaalne rakendustele, mis nõuavad integratsiooni teiste AWS-i teenustega ja saavad kasu nii omaduste graafi kui ka RDF-graafi mudelite toetamisest.

Kokkuvõte

Nii Neo4j kui ka Amazon Neptune on võimsad graafandmebaasi lahendused, mis aitavad teil oma seotud andmete väärtust avada. Hoolikalt kaaludes oma spetsiifilisi nõudeid ja piiranguid, saate valida oma vajadustele parima lahenduse ja ehitada uuenduslikke rakendusi, mis kasutavad graafitehnoloogia jõudu.

Praktilised soovitused:

• Alustage kontseptsioonitõestusega (POC): Hinnake nii Neo4j'd kui ka Amazon Neptune'i kontseptsioonitõestusega, kasutades oma tegelikke andmeid ja päringumustreid. See annab väärtuslikku teavet nende jõudluse ja sobivuse kohta teie kasutusjuhu jaoks.
• Kaaluge hübriidset lähenemist: Mõnel juhul võib hübriidne lähenemine olla parim lahendus. Võiksite kasutada Neo4j'd reaalajas graafi läbimisteks ja Amazon Neptune'i suuremahuliseks graafianalüütikaks.
• Hoidke end kursis: Graafandmebaasi tehnoloogia areneb kiiresti. Hoidke end kursis viimaste arengute ja parimate tavadega, et tagada kõige tõhusamate tööriistade ja tehnikate kasutamine.

Neid samme astudes saate teha teadliku otsuse ja edukalt rakendada graafandmebaasi lahenduse, mis vastab teie organisatsiooni vajadustele.