MongoDB vs. DynamoDB: Vergleich der beiden NoSQL-Systeme

Beim Vergleich MongoDB vs. DynamoDB fällt insbesondere die unterschiedliche Herangehensweise, Daten zu speichern und zu verwalten, ins Auge. Zudem ist DynamoDB vollständig in den AWS-Kosmos eingebettet, während MongoDB mehr Freiheiten bietet.

MongoDB vs. DynamoDB: Zwei empfehlenswerte NoSQL-Dienste

Während früher kaum ein Weg an der klassischen SQL-Datenbank vorbeiführte, sorgte das Aufkommen immer größerer Datenmengen dafür, dass Anwendungen und Websites einen neuen Umgang mit Daten benötigen. Die Lösung sind in vielen Fällen sogenannte NoSQL-Systeme (Not only SQL) wie MongoDB und DynamoDB, die nicht relational arbeiten und dadurch deutlich flexibler und vor allem besser skalierbar sind. Statt auf Tabellen setzen diese Lösungen mehrheitlich auf Dokumente, wodurch sie auch unstrukturierte oder halbstrukturierte Daten platzsparend und übersichtlich speichern können. Wachsen die Anforderungen eines Unternehmens, so wächst auch die Datenbank problemlos mit.

Was ist MongoDB?

MongoDB wurde 2009 von 10gen (heute MongoDB, Inc.) veröffentlicht und ist seitdem zu einer der beliebtesten Lösungen im Bereich der SQL-Datenbankmanagementsysteme geworden. Die Software ist in C++ geschrieben und speichert Daten in Form von binären JSON-Dokumenten (BSON) ab. MongoDB ist Open Source, wird unter der Server Side Public License (SSPL) vertrieben und bietet optionale kommerzielle Supportpakete. Die Datenbank, die ihren Namen dem englischen Begriff „huMONGOus“ (dt. „gigantisch) verdankt, ist bekannt für ihre Flexibilität und Skalierbarkeit. Für Abfragen nutzt MongoDB die MongoDB Query Language (MQL).

Was ist DynamoDB?

DynamoDB gibt es seit 2012. Die serverlose NoSQL-Datenbank stammt von Amazon und wird von AWS (Amazon Web Services) als komplett verwalteter Service zur Verfügung gestellt. Die Anwendung ist proprietär und wurde ursprünglich in Java geschrieben, um die immer größeren Datenmengen der hauseigenen E-Commerce-Aktivitäten zu verwalten. Die Datenbank arbeitet dokumentenorientiert und gilt als eine der schnellsten und am besten skalierbaren Lösungen im NoSQL-Segment. Zwar nutzt auch DynamoDB Tabellen, diese sind allerdings nicht relational. Durch seinen Aufbau eignet sich das System nicht nur besonders gut für große Unternehmen, sondern auch für kleinere Firmen, deren Datenmengen und Workloads im Laufe der Zeit steigen.

MongoDB vs. DynamoDB: Einsatzzwecke und Skalierbarkeit

Im Vergleich MongoDB vs. DynamoDB lassen sich für die beiden NoSQL-Datenbanken natürlich ähnliche Einsatzzwecke feststellen: Überall dort, wo große Datenmengen übersichtlich gespeichert und verwaltet werden müssen, sind die beiden Systeme einsetzbar. MongoDB bedient sich für die horizontale Skalierung einer Technik namens Sharding. Dabei werden große Datensätze automatisch aufgeteilt und die Last wird auf mehrere Server verteilt. Da das System auch ohne Probleme mit unstrukturierten Daten arbeiten kann, eignet es sich hervorragend für die Verwaltung und Bereitstellung von Websites und E-Commerce-Anwendungen. Sämtliche benötigten Inhalte, einschließlich Bilder oder Videos, werden dabei in einem Dokument gespeichert. Der Abruf erfolgt unmittelbar und ohne merkliche Zeitverzögerungen im laufenden Betrieb.

DynamoDB bietet ähnliche Einsatzoptionen. Amazon selbst empfiehlt die hauseigene Datenbank unter anderem für Anwendungen, Medien-Workloads, E-Commerce und Spieleplattformen. Dieser Anspruch ist durchaus verständlich: Das System muss sich im Vergleich MongoDB vs. DynamoDB nicht verstecken und bietet – zumindest theoretisch – unendliche Skalierungsmöglichkeiten.

Einer der größten Unterschiede zwischen beiden Systemen ist allerdings die Einbindung in AWS. DynamoDB funktioniert nicht außerhalb dieses Ökosystems und eignet sich daher nur für Nutzerinnen und Nutzer, die mit dieser Einschränkung leben und arbeiten können. Man erhält dafür eine umfangreiche Verwaltung und profitiert von extrem schnellen Lese- und Schreibvorgängen selbst bei rasant steigenden Datenvolumen.

Funktionsweise

Zwar mögen beide Datenbanken ähnliche Ziele verfolgen, vergleicht man MongoDB vs. DynamoDB jedoch genauer, erkennt man schnell die unterschiedlichen Ansätze: MongoDB verzichtet komplett auf die SQL-typischen Tabellen und speichert Daten stattdessen in Dokumenten, die wiederum in Sammlungen gebündelt werden. Diese Dokumente im BSON-Format bestehen aus Schlüssel-Wert-Paaren, können unterschiedliche Schemata haben und lassen sich durch Hinzufügen oder Löschen eines Feldes verändern. Während Schlüssel immer aus Zeichenfolgen bestehen, können Werte unter anderem ebenfalls Zeichenfolgen, andere Dokumente, Arrays oder boolsche Werte enthalten. Die Textsuche in MongoDB erfolgt via Textindex.

DynamoDB funktioniert als NoSQL-Schlüsselwertspeicher, der Daten auf SSD-Festplatten ablegt. Die Daten können schemafrei als Zahlenwerte, Strings oder binär hinterlegt werden. Die Informationen werden in nicht-relationale Tabellen unterteilt, die aus Artikeln bestehen, die mindestens ein Attribut enthalten müssen. Zum Schreiben und Lesen stehen die Operationen „Create“, „Read“, „Update“ und „Delete“ zur Verfügung.

Datenstruktur

Unterschiede bei der Gegenüberstellung MongoDB vs. DynamoDB gibt es auch hinsichtlich der Datenstruktur und maximalen Datengröße. Das Speicherformat von MongoDB heißt BSON und ist eine binäre Form der JavaScript Object Notation (JSON), das ohne Schema auskommt. Möchten Sie ein neues Dokument erstellen, müssen Sie im Vorfeld keine eigene Sammlung kreieren. Stattdessen legen Sie mit einem einfachen Befehl das Dokument an, das dann entweder in eine bestehende Collection eingefügt wird oder diese automatisch kreiert. Das System erlaubt Daten mit einer maximalen Größe von 16 MB.

Die Datenstruktur von DynamoDB erinnert hingegen deutlich mehr an die Tabellenform klassischer SQL-Lösungen. Auch hier gibt es Tabellen, die Elemente mit bestimmten Eigenschaften enthalten, wobei die Anzahl dieser Eigenschaften variieren darf. Bevor Sie eine Tabelle nutzen können, müssen Sie diese erst erstellen und einen Primärschlüssel definieren, der die Daten partitioniert. Jede dieser Partitionen enthält drei Knoten mit einer Kopie der Daten. Da die Datenbank komplett vom System verwaltet wird, ist dieser Vorgang vollständig automatisiert. Einen merklichen Unterschied zwischen MongoDB vs. DynamoDB gibt es auch bei der Größe der gespeicherten Dokumente: Beim Dienst von Amazon liegt die Grenze bei maximal 400 KB.

Verfügbarkeit der Daten

Standardmäßig unterteilt DynamoDB die drei erwähnten Knoten in einen Primärknoten (Leader Node) und zwei untergeordnete Knoten. Auf dem Primärknoten werden alle Schreib- und Lesevorgänge zuerst ausgeführt. Erst danach erfolgt eine Replikation auf die beiden untergeordneten Knoten. Es gibt allerdings auch die Möglichkeit, die Lesevorgänge auf alle drei Knoten zu verteilen, um dadurch Leistungseinbußen vorzubeugen.

Auch die etwas ältere Lösung im Vergleich MongoDB vs. DynamoDB verteilt die Daten auf mehrere Knoten und beugt so Problemen durch einen Serverausfall vor. Ähnlich wie bei der Konkurrenz von Amazon gibt es einen primären Knoten, der die Schreibvorgänge empfängt und die Daten dann für die untergeordneten Knoten zur Verfügung stellt. Sollte der Hauptknoten ausfallen, rückt automatisch einer der anderen Knoten an seine Stelle und wird zum Lead Node, der dank der Replikation bereits alle Daten enthält. Dieser Vorgang kann allerdings bis zu 60 Sekunden dauern.

Infrastruktur, Kompatibilität und Programmiersprachen

Einer der deutlichsten Unterschiede zwischen MongoDB vs. DynamoDB ist die Bereitstellung und Infrastruktur der beiden Services. MongoDB ist eine komplett kostenlose Open-Source-Lösung mit proprietären Support-Angeboten. Das Datenbankmanagementsystem ist kompatibel mit den meisten Cloud-Lösungen, Betriebssystemen und Containern. Wieviel Kontrolle und Verwaltungsaufwand nötig und möglich sind, liegt dabei ganz bei der Nutzerin oder dem Nutzer. Die Datenbank muss selbstständig konfiguriert und gewartet werden. Dies kann einerseits anspruchsvoll und zeitaufwendig sein, bietet andererseits aber auch viele Freiheiten.

DynamoDB verfolgt einen anderen Ansatz: Die Datenbank ist Teil des AWS-Ökosystems und funktioniert nicht außerhalb dieses Umfelds. Zwar arbeitet DynamoDB dadurch optimal mit anderen Tools aus dem Hause Amazon zusammen – darüber hinaus ist die Anwendung aber auch nur in geringem Maße mit anderen Lösungen kompatibel. Die komplett verwaltete Datenbank ist sofort einsatzbereit und übernimmt Updates, Skalierungen und andere Aufgaben automatisch. Nutzerinnen und Nutzer haben somit allerdings nur begrenzten Einblick in die Arbeit „hinter den Kulissen“.

Welche Programmiersprachen die beiden Systeme unterstützen, fasst die nachfolgende Tabelle zusammen:

Sicherheit

Zu den Aufgaben, die DynamoDB für seine Nutzerinnen und Nutzer übernimmt, gehören auch sämtliche Sicherheitstätigkeiten. Als Teil des AWS-Kosmos und des IAM-Modells (Identity and Access Management) ist die Datenbank sehr gut geschützt und eingebettet. Außerdem besteht keine direkte Verbindung zum Internet, da Anfragen zunächst durch ein API-Gateway geleitet werden.

Im Vergleich MongoDB vs. DynamoDB ist der Arbeitsaufwand bei der Nutzung von MongoDB daher deutlich höher, wenn Sie die Sicherheit Ihrer Datenbank gewährleisten möchten. Zugangsberechtigungen, Rollen und Firewalls müssen zumindest in den Standardversionen des Systems selbstständig implementiert und gewartet werden. Abhilfe schaffen verwaltete Lösungen, die alle nötigen Sicherheitsfeatures bereitstellen.

MongoDB vs. DynamoDB: Welche Unternehmen vertrauen auf die beiden Datenbanken?

Zu den Firmen, die ganz oder teilweise auf MongoDB setzen, gehören unter anderem diese:

• Adobe
• Amadeus
• AppScale
• Craftbase
• Disney
• Etsy
• Foursquare
• Lyft
• MTV
• The New York Times
• Via Varejo

Konzerne und Plattformen, die ihre Daten mit DynamoDB verwalten, sind zum Beispiel folgende:

• Airbnb
• Amazon
• Comcast
• Disney
• Dropbox
• Netflix
• Nike
• Redfin
• Samsung
• Tinder
• Zoom

Welcher Dienst passt zu Ihren Anforderungen?

MongoDB und DynamoDB sind zwei sehr starke Datenbankmanagementsysteme, die durch ihren NoSQL-Ansatz flexibel und skalierbar bleiben. Die Herangehensweise der beiden Lösungen unterscheidet sich jedoch voneinander. Suchen Sie nach einem System, das perfekt in den AWS-Kosmos eingebettet ist, eine starke Sicherheitsarchitektur hat und die meisten Verwaltungsaufgaben für Sie übernimmt, ist DynamoDB eine sehr gute Wahl. Möchten Sie hingegen Wahlfreiheit hinsichtlich Ihrer Cloud-Umgebungen und der Konfiguration haben, finden Sie in MongoDB einen hervorragenden Dienst.