ORACLE NOSQL DATABASE EE

RDF Graph for Oracle NoSQL Database EE
1
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
Agenda
• Oracle NoSQL Database Enterprise Editionの概要
• グラフ・データベースの価値
• RDF Graph for Oracle NoSQL Database Enterprise Edition
• 機能概要
2
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
Oracle NoSQL Database Enterprise Edition
スケーラブルで可用性が高いKey/Value型データベース
特長
• 柔軟性に優れたKey/Value型データ・モデ
ル
• ACIDトランザクション
• 水平方向のスケーラビリティ
• 高可用性
• 柔軟性のある構成
• 管理のしやすさ
• 高性能ドライバ
• 商用レベルのソフトウェアとサポート
アプリケーショ
アプリケーション
ン
アプリケーショ
アプリケーション
ン
NoSQL DBドライバ
NoSQL DBドライバ
ストレージ・ノード
ストレージ・ノード
データセンターA
データセンターB
Java SE 6（JDK 1.6.0 u25）以上：SolarisまたはLinux
3
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
論理アーキテクチャ – アプリケーションから見た場合
アプリケーション
NoSQL DBドライバ
書込み
シャード1
シャード2
シャードN
マスター
マスター
マスター
読取り
レプリカ
4
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
レプリカ
レプリカ
柔軟性に優れたデータ・モデル
KeyとValueのペア
• データ・モデル – Key/Valueペア（主要キー+補助キー・パラダイム）
• シンプルな操作 – 読取り/挿入/更新/削除、読取り-変更-書込み
• トランザクションの有効範囲 – 主要キー、単一のAPIコール内のレコード
• 全データの順不同スキャン（非トランザクション）
主要キー：
ユーザーID
文字列
補助キー：
バイト配列
5
値：
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
サブスクリプション
有効期限
住所
電話番号
電子メールID
トランザクションの永続性と読取り一貫性
ACIDトランザクション – 構成が可能
• 構成可能な永続性ポリシー
• 構成可能な一貫性ポリシー
6
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
Oracle NoSQL Databaseの特徴
Oracleスタック（Oracle Database、ODI、OLH、CEP、RDF）とシームレスに統合
商用レベルの
ソフトウェアとサポート
• 汎用
• 信頼性 – 実績ある
Berkeley DB JE HAがベース
• 簡易性 – インストールお
よび構成が容易
スケーラビリティと可用性
柔軟性に優れたデータ・
モデル
• インテリジェントなOracle
NoSQL DBドライバ
• データを均等に分散
• 最速ノードに処理を割当て
• すべての処理のネットワー
ク・ホップ数を制限
• 柔軟性に優れた主要キー
+補助Key/Valueデータ構造
• Webベースのコンソール
とCLIコマンド
•JSONスキーマ
• 自動のレプリケーションとフェ
イルオーバー
• 構成可能な一貫性と永続性
• スマート・トポロジによる
管理と監視
• トポロジ
• ロードとパフォーマンス
• イベントとアラート
•ACIDトランザクション
管理のしやすさ
• JMXとSNMPを統合
• 1秒あたり100万回以上の処理
7
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
最新のYCSBベンチマークの結果
混合スループット
•125万回（処理/秒）
• 読取り95%、更新5%
• 短い待機時間
• 優れたスケーラビリティ
4
1,200,000
1,000,000
3
800,000
2
600,000
400,000
1
200,000
0
0
6 (2x3)
12 (4x3)
24 (8x3)
30 (10x3)
クラスタのサイズ
Throughput (ops/sec)
8
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
Write Latency (ms)
Read Latency (ms)
平均待機時間（ミリ秒）
• データ量2TB
スループット（処理/秒）
• 20億レコード
1,400,000
グラフ・データベースを使用する理由
:partOf
グラフ・データベース
• 新しい関係を追加することで容易に発展させられる
柔軟なスキーマ
:USA
:California
• グラフ・パターンと走査による問合せと検出をサポート
• 近接性、中心性と同様に、到達可能性、接続性、
推移性などのグラフ分析が可能
:partOf
:partOf
• 関係に関するデータのモデル化
:NorthAmerica
rdf:type
:partOf
owl:TransitiveProperty
問合せ： SELECT ?x ?y
FROM …
WHERE { ?x :partOf ?y }
9
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
RDFの概要
Resource Description Framework（リソース表現のための枠組み）
foaf:knows
述語
:Jack
主語
• 基本構造は“トリプル”
– [主語]  [述語]  [目的語]
• トリプルを結合してグラフを形成
• 関係の分析/検出をグラフにより促進
• RDFをシリアライズしてXMLに変換可能
– 例：名前空間
:Tony
目的語
• 事前にスキーマを指定する必要なし
– スキーマ変更なしで外部ボキャブラリに対応
• RDFデータをRDBMSデータとして完全に表現可能
– RDBMSデータもRDFとして完全に表現可能
10
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
RDF：主要な概念
• 根本的に異なる開世界仮説が基盤
– 未知のものは未定義である（偽ではない）と見なす（検出をサポート）
• スキーマは柔軟で、展開性があり、事前に知ることはできない
– 現実世界のさまざまな関係をデータでモデル化
• データ要素1つ1つを一意に識別（統合をサポート）
– データと関係をマシンで読取り可能
• パターン問合せ言語による検出ワークフローが可能
• 関係を表現する関連概念の標準セット（オントロジ）により
問合せと検出を改善
– 暗黙の関係をルールで検索
11
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
Oracle NoSQL DBのRDFグラフ機能
NoSQLのRDFグラフ機能
• Oracle NoSQL Database Enterprise Editionでの
RDFのサポート
• グラフ・データへの標準アクセス：SPARQL 1.1
• Jena & Joseki SPARQLエンド・ポイントWebサービス
• 卓越した水平方向のスケーラビリティ –
数ペタバイトのトリプル
• World Wide Web Consortium（W3C）が策定したセマ
ンティックWeb標準をサポート
12
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
RDF Graph For Oracle NoSQL Database EE
水平方向のスケーラビリティの場合、問合せの待機時間/コストの低減、容易なインストールと管理を実現
NoSQLのRDFグラフ機能
• 大量の単純な問合せ
• ほとんどのグラフを対象にして集計を行う問合せ
（例：ネットワーク内のユーザーの中でもっとも人
気がある趣味のトップ100は何かなど）
• 頻繁に発生する大規模な更新
• Open Linked Dataアプリケーション
13
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
ORACLE NOSQL DATABASE EEでの
RDFグラフの管理
14
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
RDF Graph for Oracle NoSQL Database Enterprise Edition
• W3Cの標準に準拠
• 水平方向にスケーラビリティのある
グラフ操作
• Apache Jenaのオープン・ソースJava API
（ロードおよび問合せ）による開発
主要な機能：
ロード/
ストレージ
• Apache Jena Joseki SPARQLエンド・ポイ
ントWebサービスによる問合せ
• Apache Jenaとオープン・ソースの推論
機能による推論
• Apache Jenaを使用したオープン・ソー
スおよび商用サード・パーティ製の問
合せ、ビジュアル化、オントロジ・エンジ
ニアリング用ツールの使用
15
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
問合せ
推論
• Key/Valueストアに関するRDFデー
タ
• ACID & BASE一貫性
• 高速な分散ロード
• SPARQL 1.1問合せ、更新、コンストラクト、
名前付きグラフ
• Apache Jena Java API
• Apache Joseki SPARQLエンド・ポイント
•
W3C RDFSおよびOWL
•
プラグイン・アーキテクチャ
NoSQLグラフへのRDFデータのロード
Javaアプリケーション
• デフォルト・グラフおよび名前付き
グラフ
• クワッド形式でトリプルと名前付
きグラフを関連付け
• パラレル・ロード
Jena Insert API/Load API
Josekiエンド・ポイント（WS）
SPARQL Update
NoSQLのOracle RDFグラフ
Apache Jena API/Joseki API
• Apache Jena Insert API
• Apache Jena Load APIを使用して
RDFファイルをバルク・ロード
• JSON（JavaScript Object Notation）
データ交換形式
16
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
Oracle NoSQL Database EE
RDFのトリプルおよびクワッドを
Key/Valueペアとして格納
NoSQL DatabaseでのRDFグラフの問合せ
• W3C SPARQL 1.1のサポート
• 複数のグラフ問合せ
• パラレル問合せ
• SPARQL Update
• SPARQL Construct
Javaアプリケーション
SPARQL問合せ
Josekiエンド・ポイント（WS）
SPARQL問合せ
NoSQLのOracle RDFグラフ
Apache Jena API/Joseki API
• 問合せ実行計画によるパフォーマ
ンスの最適化
• Linked Open Dataサービスに対応
したJoseki SPARQLエンド・ポイント
17
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
Oracle NoSQL Database EE
NoSQLグラフに対するOWL 2推論
Pellet推論機能
TrOWL推論機能
• インメモリ推論
• 推論結果の問合せ/格納が可能
• Apache Jena OntModel API
NoSQLのOracle RDFグラフ
Apache Jena API/Joseki API
• オープン・ソースのPellet推論機能
• オープン・ソースのTrOWL推論機能
Oracle NoSQL Database EE
RDFのトリプルおよびクワッドを
Key/Valueペアとして格納
18
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
ビジュアル化、編集、分析用ツール
Protégéベースおよびその
他のJenaベースのツール
Apache JenaベースおよびXMLベース：
• Oracle製ツール
• サード・パーティ製ツール
• オープン・ソース・ツール
XMLベースのツール
Oracle Business
Intelligence EE
SPARQLゲートウェイ
NoSQLのOracle RDFグラフ
Apache Jena API/Joseki API
• ビジュアル化
• 編集
Oracle NoSQL Database EE
• 分析
RDFのトリプルおよびクワッドを
Key/Valueペアとして格納
19
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
Oracle NoSQLによるグラフ・データの管理：デモ
デフォルト・グラフへのトリプルの挿入
PREFIX dc:<http://purl.org/dc/elements/1.1/>
INSERT DATA
{ <http://example/book3> dc:title "A new book" ;
dc:creator "A.N.Other" .
}
20
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
Oracle NoSQLによるグラフ・データの管理：デモ
名前付きグラフの作成と名前付きグラフへのトリプルの挿入
PREFIX dc:<http://purl.org/dc/elements/1.1/>
CREATE GRAPH <http://example/bookStore>
INSERT DATA INTO <http://example/bookStore>
{ <http://example/book3> dc:title "Fundamentals of Compiler Desing"
}
21
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
Oracle NoSQLによるグラフ・データの管理：デモ
指定したグラフ（名前付きグラフまたはデフォルト・グラフ）へのRDFファイルのロード
PREFIX host:<http://adc2201652:8080/joseki>
LOAD host:family.rdf INTO <http://example/family>
22
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
Oracle NoSQLによるグラフ・データの管理：デモ
グラフ（トリプル）データの変更
PREFIX dc:<http://purl.org/dc/elements/1.1/>
DELETE DATA FROM <http://example/bookStore>
{ <http://example/book3> dc:title "Fundamentals of Compiler Desing" }
INSERT DATA INTO <http://example/bookStore>
{ <http://example/book3> dc:title "Fundamentals of Compiler Design" }
23
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
Oracle NoSQLによるグラフ・データの管理：デモ
指定したグラフ（名前付きグラフまたはデフォルト・グラフ）からのトリプルの削除
DELETE from <http://example/family> {?s ?p ?o}
where {
graph <http://example/family>
{?s ?p ?o . filter regex(?o, "child").}
}
24
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
Oracle NoSQLによるグラフ・データの管理：デモ
名前付きグラフのクリア/削除
CLEAR GRAPH <http://example/bookStore>
DROP GRAPH <http://example/family>
25
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
まとめ
RDF Graph for Oracle NoSQL Database Enterprise Edition
• 標準ベース：W3C RDF、SPARQL、OWL
• Key/Value型NoSQLデータベースへのRDFグラフ・データの
格納と問合せ
• 以下の処理に適したSPARQLエンド・ポイントとサード・パーティ
製ツール/テクノロジー
– ビジュアル化、問合せ、推論、オントロジの編集（Jenaを使用）
• 水平方向のスケーラビリティ
• 大量の単純な問合せと更新に使用
26
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
Q&A
27
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
28
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.
29
Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates.All rights reserved.