SQL, NoSQL, NewSQL stratégie de choix

SQL, NoSQL, NewSQL stratégie de choix
Travail de Bachelor réalisé en vue de l’obtention du Bachelor HES
par :
Hadrien Furrer
Conseiller au travail de Bachelor :
Rolf Hauri directeur de travail
Genève, le 16 Février 2015
Haute École de Gestion de Genève (HEG-GE)
Filière Informatique de gestion

SQL, NoSQL, NewSQL stratégie de choix
Furrer Hadrien i
Déclaration
Ce travail de Bachelor est réalisé dans le cadre de l’examen final de la Haute école de
gestion de Genève, en vue de l’obtention du titre d'informaticien de gestion. L’étudiant
accepte, le cas échéant, la clause de confidentialité. L'utilisation des conclusions et
recommandations formulées dans le travail de Bachelor, sans préjuger de leur valeur,
n'engage ni la responsabilité de l'auteur, ni celle du conseiller au travail de Bachelor,
du juré et de la HEG.
« J’atteste avoir réalisé seul le présent travail, sans avoir utilisé des sources autres que
celles citées dans la bibliographie. »
Fait à Genève, le 16 Février 2015
Hadrien Furrer

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Remerciements
Je voudrais remercier mon directeur de travail Monsieur Rolf Hauri de m'avoir suivi
durant le temps consacré à cette thèse de Bachelor. J'ai bénéficié de ses conseils qui
m'ont indiqué la voie à suivre dans ce travail.
Je tiens aussi à remercier ma famille et mes amis qui m'ont soutenu dans cette
dernière épreuve indispensable à l'obtention de mon titre d'informaticien de gestion.

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Résumé
Depuis les années 1980, les systèmes de gestion de bases de données relationnelles
n'ont cessé de prendre de l'importance en regard des autres systèmes de gestion de
données. Aujourd'hui, encore utilisés par la majorité des entreprises ils sont toujours
appréciés pour leurs capacités à assurer une forte cohérence des données et garantir
une fiabilité lors des transactions. Cependant, l'émergence des systèmes décisionnels
et l'explosion des volumes de données à traiter ont conduit beaucoup de sociétés à
dénormaliser leur modèle de données. Cette technique visant à regrouper l'information
dans des agrégats a pour but d'optimiser les temps de réponses en rompant avec les
trois formes normales si chères au SGBDR.
Le Big data a conduit les grands acteurs de l'internet (Google, Facebook, et Amazon
etc..) à développer puis adopter des technologies alternatives nommées NoSQL.
Celles-ci leurs permettent de supporter une montée en charge horizontale tout en
assurant une flexibilité du modèle de données. Dès lors, le NoSQL apparaît comme
une solution à l'entreprise désirant gérer des montées en charges et des volumes
importants. Cependant, cette technologie sacrifie à dessin la cohérence au bénéfice de
la disponibilité. Dans ce modèle, les propriétés ACID sont souvent mises de côté pour
la performance. En outre, la flexibilité offerte par le sans-schéma et l'abandon du SQL
en font une technologie flexible et particulièrement appréciée des développeurs. Ils
découvrent un SGBD où l'application devient maîtresse du schéma de la base de
données. Plus d'interminables disputes avec un DBA qui impose un schéma non
flexible de la base de données.
La difficulté à gérer la faible cohérence des données pour les développeurs a conduit
les grands ténors du web à développer le NewSQL. Ce nouveau SGBDR permet une
scalabilité horizontale, une souplesse du schéma et une forte cohérence des données
grâce à des transactions ACID. Le NewSQL est aussi jeune qu'il est plein de
promesses. Il n'a pas le retour d'expérience des SGBDR et du NoSQL.
Dans le document qui va suivre, sera cité les critères d'adoptions de chaque
technologie. Ils seront mis ensemble à la fin dans un tableau de synthèse. Celui-ci
pourra orienter la stratégie de choix d'une ou plusieurs d'entre elles.

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Contenu
1. Introduction ................................................................................................ 1
2. Le modèle relationnel ................................................................................ 2
2.1 Besoins ......................................................................................................... 2
2.2 Caractéristiques ........................................................................................... 3
2.2.1 Représentation ........................................................................................ 3
2.2.2 Langage .................................................................................................. 5
2.2.3 Formes normales .................................................................................... 6
2.2.4 Transaction ACID .................................................................................... 9
2.3 Critères ........................................................................................................10
3. Dénormalisation ...................................................................................... 11
3.1 Nouveaux besoins ......................................................................................11
3.2 Réponses .....................................................................................................13
3.3 Exemples de mises en œuvres ..................................................................16
3.3.1 Champs calculés ....................................................................................18
3.4 Forces et faiblesses ....................................................................................18
3.5 Critères ........................................................................................................19
4. Big Data .................................................................................................... 20
4.1 Nouveaux défis............................................................................................20
4.2 Besoins à couvrir ........................................................................................23
5. Le NoSQL ................................................................................................. 25
5.1 Réponses au Big data .................................................................................25
5.2 Technologies associées .............................................................................28
5.2.1 CAP .......................................................................................................28
5.2.2 MapReduce ............................................................................................29
5.2.3 Hadoop ..................................................................................................30
5.2.4 Types de bases de données NoSQL ......................................................33
5.2.5 Architecture avec maître ........................................................................51
5.2.6 Architecture sans maître ........................................................................54
5.2.7 Réplication .............................................................................................55
5.2.8 Memcached ...........................................................................................56
5.2.9 WAL .......................................................................................................56
5.3 NoSQL sur mobile .......................................................................................58
5.3.1 SQLite ....................................................................................................58
5.3.2 Web Storage ..........................................................................................60
5.3.3 IndexedDB .............................................................................................61
5.3.4 Couchbase lite .......................................................................................63
5.4 Problème de "eventual consistency" ........................................................64