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Dans le monde du développement logiciel, choisir la bonne base de données est une décision cruciale qui peut avoir un impact significatif sur les performances, la scalabilité et la facilité d’utilisation de votre application. Avec de nombreuses options disponibles, il peut être difficile de déterminer le meilleur système de gestion de bases de données (SGBD) qui correspondra parfaitement à vos besoins.
Dans cet article, nous comparerons les 12 SGBD les plus couramment utilisés : MySQL, MariaDB, Oracle, PostgreSQL, MSSQL, SQLite, MongoDB, Redis, Cassandra, Elasticsearch, Firebase et DynamoDB. Nous nous concentrerons sur les avantages et les défis liés à leur utilisation dans un contexte professionnel tout en mettant en avant les cas d’utilisation idéaux pour chacun d’entre eux. Avec cette comparaison de bases de données en main, vous serez en mesure de prendre une décision éclairée pour votre projet.
Qu’est-ce qu’un système de gestion de bases de données?
Un système de gestion de bases de données (SGBD) est un logiciel spécialisé conçu pour stocker, récupérer et manipuler des données. Il agit comme un médiateur entre la base de données, les applications et les interfaces utilisateur pour gérer et organiser efficacement les données. Le système offre une suite complète d’outils pour gérer les bases de données, garantissant la sécurité, la cohérence et l’intégrité des données.
Un SGBD prend en charge différentes applications, depuis les tâches simples de stockage et de récupération jusqu’aux systèmes complexes axés sur les données, en mettant en œuvre des pratiques efficaces d’accès et de gestion des données. De plus, le système peut gérer des utilisateurs concurrents, maintenir une cohérence transactionnelle et fournir des options de sauvegarde et de récupération robustes, ce qui en fait un composant essentiel dans tout environnement centré sur les données.
Puisque les bases de données ne constituent qu’une partie de la stratégie globale de gestion des données, découvrez cette approche complète dans notre article dédié.
Types de bases de données : relationnelles vs non relationnelles
Il existe deux types de SGBD : relationnelles et non relationnelles, également appelées SQL et NoSQL respectivement. Avant de discuter des options de bases de données les plus populaires, examinons de plus près les différences entre les systèmes de bases de données relationnelles et non relationnelles, en tenant compte des structures de données couramment utilisées, des performances, de la scalabilité et de la sécurité.
Relations vs bases de données non relationnelles en un clin d’œil.
Bases de données relationnelles ou SQL
Un système de gestion de bases de données relationnelles (SGBDR) est un référentiel d’informations qui organise les données en tables constituées de lignes (enregistrements) et de colonnes (attributs qui contiennent les propriétés de ces enregistrements). Chaque table représente une relation, et les lignes (également appelées tuples) contiennent des enregistrements individuels à l’intérieur de cette relation. Les SGBDR ont un schéma prédéfini avec une structure stricte et des dépendances claires entre différents points de données.
Ainsi, les tables des bases de données relationnelles sont connectées à d’autres tables grâce à des relations de clé primaire ou clé étrangère. Une clé primaire est un identifiant unique pour chaque enregistrement dans une table, garantissant qu’aucun deux enregistrements n’a la même valeur pour cette colonne spécifique ou cet ensemble de colonnes. D’un autre côté, une clé étrangère est une colonne ou un ensemble de colonnes dans une table qui fait référence à la clé primaire d’une autre table, établissant un lien entre elles.
Malgré ces connexions entre les tables, le terme “relationnel” dans les systèmes de bases de données relationnelles provient du concept mathématique de relations. Dr Edgar F. Codd a proposé cette idée comme une nouvelle façon d’organiser et de gérer les données en utilisant des principes mathématiques dans son article phare “A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks”, publié en 1970.
Le deuxième nom de ces systèmes est bases de données SQL. C’est parce que le langage de requête structuré (SQL) est utilisé pour communiquer avec ces bases de données et les gérer.
Scalabilité. Les bases de données relationnelles sont généralement mises à l’échelle verticalement, ce qui signifie que les données résident sur un seul serveur et que la mise à l’échelle se fait en ajoutant plus de puissance informatique (CPU, GPU et RAM) à ce serveur. Cependant, le passage de machines plus petites à des machines plus grandes nécessite souvent une période d’arrêt. La mise à l’échelle d’une base de données SQL entre plusieurs serveurs (mise à l’échelle horizontale) peut être difficile car cela nécessite des modifications de la structure des données et des efforts d’ingénierie supplémentaires.
Performances. Les bases de données relationnelles fonctionnent bien avec des opérations en lecture/écriture intensives sur des ensembles de données de petite à moyenne taille. Elles offrent également une vitesse améliorée de récupération des données en ajoutant des index aux champs de données pour interroger et joindre les tables. Cependant, les performances peuvent diminuer lorsque la quantité de données et les demandes des utilisateurs augmentent.
Sécurité. En raison de la structure intégrée et du système de stockage des données, les bases de données SQL ne nécessitent pas beaucoup d’efforts d’ingénierie pour les rendre bien protégées. Elles sont un bon choix pour la construction et le support de solutions logicielles complexes, où toute interaction a une gamme de conséquences. L’un des principes fondamentaux du SQL est la conformité ACID (Atomicité, Cohérence, Isolation, Durabilité). La conformité ACID est une option préférée si vous construisez, par exemple, des applications de commerce électronique ou financières, où l’intégrité de la base de données est essentielle.
Bases de données non relationnelles ou NoSQL
Une base de données non relationnelle ou non tabulaire utilise différents modèles de données pour stocker, gérer et accéder aux données. Les modèles de données les plus courants sont :
- orienté document – pour stocker, récupérer et gérer des données telles que des documents JSON ;
- clé-valeur – pour représenter les données sous la forme d’une collection de paires clé-valeur, où les clés sont des chaînes uniques ayant des valeurs de données correspondantes ;
- graphique – pour stocker les données sous la forme d’une structure de noeud-arête-noeud où les noeuds sont des points de données et les arêtes sont leurs relations ;
- à large colonne – pour stocker les données au format tabulaire avec des colonnes flexibles, ce qui signifie qu’elles peuvent varier d’une ligne à l’autre dans la même table.
Comme ces bases de données ne sont pas limitées à une structure de table, elles sont appelées NoSQL. Elles permettent de stocker des données non structurées telles que des textes, des photos, des vidéos, des fichiers PDF et bien d’autres formats. Les données sont simples à interroger, mais ne sont pas toujours classées en lignes et colonnes comme dans une base de données relationnelle.
Scalabilité. Lorsque le nombre de données et de requêtes augmente, les bases de données non relationnelles ou NoSQL sont généralement mises à l’échelle horizontalement en ajoutant plus de serveurs au pool. Elles partagent les données entre différents serveurs, chacun contenant seulement une partie des données, ce qui réduit le taux de requêtes par seconde sur chaque serveur.
Performances. Les bases de données non relationnelles sont connues pour leurs performances élevées : elles ont une conception distribuée, ce qui réduit la charge de performance sur le système et permet à un grand nombre d’utilisateurs d’accéder simultanément aux données. Ces bases de données peuvent stocker des ensembles de données illimités de toutes sortes. Elles sont également assez flexibles en ce qui concerne les types de données.
Sécurité. Contrairement aux systèmes relationnels, les bases de données NoSQL ont une faible sécurité, ce qui en fait une préoccupation majeure pour de nombreuses infrastructures. Bien qu’elles puissent offrir des garanties ACID, elles sont généralement disponibles dans le cadre d’une seule partition de base de données. Cependant, certains SGBD offrent des fonctionnalités de sécurité avancées qui répondent à des normes strictes de sécurité et de conformité.
Étant donné que les bases de données NoSQL permettent de regrouper différents types de données et de les mettre à l’échelle sur plusieurs serveurs, leur popularité qui ne cesse de croître est compréhensible. De plus, les bases de données NoSQL peuvent être très avantageuses lorsqu’il s’agit de construire un MVP. Elles ne nécessitent pas de préparatifs avant le déploiement, ce qui facilite les mises à jour rapides et sans retard de la structure des données.
Alors, quelles sont les bases de données les plus couramment utilisées en SQL et NoSQL ? Quels sont leurs principaux avantages et inconvénients, et comment les entreprises devraient-elles les utiliser ? Jetons un coup d’œil plus approfondi.
Systèmes de gestion de bases de données les plus populaires. Source : Enquête par StackOverflow en 2022
Bien que des descriptions plus détaillées des bases de données susmentionnées vous attendent plus loin dans l’article, le tableau ci-dessous vous offre une comparaison rapide des critères clés.
Comparaison des systèmes de gestion de bases de données
Maintenant que vous avez une compréhension générale des différences entre les bases de données relationnelles et non relationnelles, nous allons passer à la description des principaux systèmes de gestion de bases de données modernes ainsi que de leurs avantages, inconvénients et cas d’utilisation.
MySQL est l’un des SGBD relationnels les plus populaires. À l’origine une solution open-source, MySQL est maintenant détenu par Oracle Corporation. Aujourd’hui, MySQL est un pilier de l’application LAMP (Linux, Apache, MySQL et Perl/PHP/Python). Grâce à C et C++ à sa base, MySQL fonctionne bien sur des plates-formes telles que Windows, Linux, MacOS, IRIX, entre autres.
Avantages de MySQL
Installation gratuite. La version communautaire de MySQL est gratuite à télécharger. Avec un ensemble de base d’outils pour une utilisation individuelle, la version communautaire de MySQL est une bonne option pour commencer. Bien sûr, il existe d’autres versions payantes pour les entreprises ou les clusters avec des fonctionnalités plus riches. Néanmoins, si votre entreprise est trop petite pour payer l’une d’entre elles, le modèle de téléchargement gratuit est le plus adapté pour un nouveau départ.
Syntaxe simple et complexité raisonnable. La structure et le style de MySQL sont très simples. Les développeurs considèrent même MySQL comme une base de données à langage humain. MySQL est souvent utilisé en tandem avec le langage de programmation PHP. Étant donné qu’ils partagent une courbe d’apprentissage douce, il est beaucoup plus facile de constituer une équipe pour gérer votre base de données. De plus, MySQL est facile à utiliser. Par exemple, la plupart des tâches peuvent être exécutées directement en ligne de commande, ce qui réduit les étapes de développement.
Compatibilité avec le cloud. Orienté vers les activités professionnelles et initialement développé pour le web, MySQL est pris en charge par les fournisseurs de cloud les plus populaires. Il est disponible sur des plateformes leaders telles qu’Amazon, Microsoft, et d’autres. Cela rend MySQL encore plus attrayant et offre aux entreprises une marge de progression.
Inconvénients de MySQL
Défis de la scalabilité. MySQL n’a pas été conçu en pensant à la scalabilité, ce qui est inhérent à son code. Théoriquement, vous pouvez faire évoluer MySQL, mais cela nécessitera plus d’efforts d’ingénierie que n’importe quel SGBD NoSQL. Donc, si vous prévoyez que votre base de données augmentera considérablement un jour, gardez cette limitation à l’esprit ou choisissez une autre option de SGBD.
Prise en charge partielle du code source ouverte. Bien que MySQL dispose d’une part de code source ouverte, elle est principalement sous licence d’Oracle. Cela limite la communauté de MySQL en termes d’améliorations du SGBD. Pourquoi cela vous importe-t-il ? Parce que lorsque vous disposez d’une prise en charge totalement open-source, vous attendez de nombreuses mises en œuvre spécifiques aux problèmes et une assistance communautaire. Ce n’est pas le cas lorsque le logiciel appartient à des propriétaires d’entreprise et que vous devez payer pour obtenir une assistance.
Conformité limitée aux normes SQL. Le langage de requête structurée a des normes spécifiques. MySQL ne les suit pas complètement, c’est-à-dire qu’il ne prend en charge certaines fonctionnalités SQL standard. D’autre part, MySQL dispose de certaines extensions et fonctionnalités distinctes qui ne correspondent pas aux normes SQL. Ce n’est pas un gros problème pour les petites applications web. Les problèmes peuvent apparaître lorsque vous devez passer à d’autres bases de données, ce qui se produira probablement lorsque votre entreprise commencera à croître.
Cas d’utilisation
Petites solutions basées sur le web. Le système de base de données MySQL est la meilleure option lorsque vous concevez une petite solution basée sur le web avec un petit volume de données. Par exemple, lorsque vous construisez une boutique de commerce électronique locale, MySQL peut être utile.
Systèmes OLAP/OLTP. Il s’agit de l’un des meilleurs cas d’utilisation pour une base de données MySQL, car les systèmes OLAP/OLTP ne nécessitent pas de requêtes complexes et de grands volumes de données. Envisagez également d’utiliser MySQL pour la même raison si vous construisez un outil d’intelligence d’affaires.
Applications IoT. MySQL peut être utilisé pour des applications IoT de petite à moyenne taille pour stocker et gérer des données de capteurs, des informations de périphériques et des interactions utilisateur.
Gardez à l’esprit que même si MySQL prend en charge ces cas d’utilisation, ses performances et sa pertinence peuvent varier en fonction des exigences spécifiques et de la taille du projet.
MariaDB, une dérivation open-source de MySQL, est un excellent exemple de base de données SQL avec support commercial. Elle fonctionne sous la licence publique générale GNU et dispose de commandes, API et bibliothèques similaires à MySQL.
Avantages de MariaDB
Cryptage. Pour MariaDB, open-source ne signifie pas non sécurisé. En plus de la sécurité interne et de la vérification des mots de passe, MariaDB propose des fonctionnalités telles que l’authentification PAM et LDAP, Kerberos et les rôles d’utilisateur. Combinées à des espaces de table, des tables et des journaux chiffrés, elles créent une couche de protection robuste pour les données. De plus, MariaDB publie des versions associées à chaque mise à jour de sécurité, rendant les correctifs de sécurité totalement transparents.
Grande fonctionnalité. MariaDB a introduit de nombreuses nouvelles fonctionnalités ces dernières années. Par exemple, la prise en charge du système d’information géographique (SIG) suggère un stockage fluide des coordonnées et des requêtes sur les données de localisation. Les colonnes dynamiques permettent à un seul SGBD de fournir à la fois un traitement de données SQL et NoSQL pour différents besoins. Vous pouvez également étendre sa fonctionnalité avec des plug-ins disponibles uniquement chez des tiers pour MySQL. MariaDB est livré avec des moteurs de stockage pour les backends NoSQL, des outils de migration de bases de données héritées, des options de fragmentation, et bien plus encore.
Haute performance. Bien que MariaDB soit issue du moteur MySQL, elle a parcouru un long chemin en termes de performances. Des fonctionnalités d’optimisation étendues améliorent la gestion de la file d’attente des threads et le traitement des données. Ainsi, lorsque les lignes de la table sont supprimées, le système d’exploitation accède immédiatement à l’espace libre, éliminant les trous dans l’espace de la table. De plus, le système de gestion de base de données propose des statistiques de table indépendantes des moteurs. Cette fonctionnalité améliore les performances de l’optimiseur, accélère le traitement des requêtes et facilite l’analyse des données.
Inconvénients de MariaDB
Communauté en plein essor. Bien que MariaDB bénéficie d’une contribution substantielle en open-source, sa communauté doit encore beaucoup grandir. Étant donné que ce système de gestion de bases de données a été créé il y a peu de temps, le nombre de professionnels impliqués est relativement faible.
Divergences entre les versions de mise à jour de MySQL et MariaDB. Bien que l’équipe de MariaDB fusionne constamment son code avec celui de MySQL, elle n’est déjà plus si simple à maintenir. Compte tenu des différences actuellement existantes entre MariaDB 10.6 et MySQL 8.0.32, il y aura encore des écarts à venir. De plus, les ingénieurs de MySQL ont introduit certaines fonctionnalités natives dans le code qui ne sont disponibles que pour les utilisateurs de MySQL commerciaux. Cela peut créer des problèmes de compatibilité ou des problèmes de migration des données de MariaDB vers MySQL.
Cas d’utilisation
Étant donné que MariaDB est proche de MySQL, elle peut être utilisée pour travailler avec les mêmes types d’applications web. De plus, vous bénéficiez d’un stockage étendu de données de localisation, de meilleures performances et d’une meilleure scalabilité.
Oracle est un système de gestion de bases de données relationnelles créé et géré par Oracle Corporation. Parmi tous les types de bases de données SQL, Oracle se distingue. Actuellement, il prend en charge plusieurs modèles de données tels que les documents, les graphiques, les relations et les clés-valeurs dans une seule base de données. Dans ses dernières versions, il s’est recentré sur le cloud computing. La licence du moteur de base de données Oracle est entièrement propriétaire, avec des options gratuites et payantes disponibles.
Avantages d’Oracle
Innovations pour le flux de travail quotidien. À partir de la version 12c d’Oracle, lorsque le logiciel est entré dans l’ère du cloud hybride, de nouvelles technologies cloud sont apparues régulièrement. À chaque nouvelle version, Oracle essaie de suivre le rythme de l’innovation tout en se concentrant sur la sécurité des informations, notamment avec la garde de données active, le partitionnement, l’amélioration de la sauvegarde et de la récupération.
Assistance technique solide et documentation. Oracle assure une assistance client décente et fournit une documentation technique complète sur plusieurs ressources. Vous trouverez donc probablement des solutions à tous les problèmes qui se posent. Vous pouvez également vous attendre à une assistance communautaire.
Grande capacité. La solution multi-modèle d’Oracle permet d’héberger et de traiter une grande quantité de données. Grâce à la fonctionnalité de multi-locataire récemment publiée, l’architecture de la base de données simplifie l’emballage de nombreuses bases de données et les gère en douceur. En combinaison avec les capacités de traitement des données en mémoire, cela crée un moteur puissant pour le traitement de données synchrone.
Inconvénients d’Oracle
Coût élevé. Bien que la base de données Oracle dispose de versions gratuites, elles sont très limitées en termes de fonctionnalités. La version Standard, qui n’inclut pas toutes les fonctionnalités disponibles, coûte 17 500 $ par unité. L’édition Entreprise coûte plus de 47 000 $ par unité.
Technologie consommatrice de ressources. La base de données Oracle nécessite une infrastructure puissante. Non seulement l’installation nécessite beaucoup d’espace disque, mais vous devrez également envisager des mises à jour matérielles constantes si vous la déployez sur site.
Courbe d’apprentissage difficile. La base de données Oracle n’est pas un système que vous pouvez utiliser immédiatement. Il vaut mieux avoir des ingénieurs Oracle DB certifiés pour le faire fonctionner. La documentation d’Oracle, bien qu’elle couvre de nombreux problèmes, peut parfois être accablante, voire déroutante. Pour installer et exécuter une base de données Oracle, vous devrez envisager de recruter des experts dédiés.
Cas d’utilisation
Applications d’entreprise à grande échelle. Compte tenu de tous ces avantages et inconvénients, vous pouvez considérer le SGBDR Oracle comme une solution raisonnable pour les applications OLTP en ligne, la gestion de base de données data warehousing, voire les applications de base de données mixtes (OLTP et DW). Si vous avez un milliard d’enregistrements à conserver et à gérer, et un budget suffisant pour le prendre en charge, le logiciel Oracle basé sur le cloud hybride est un bon choix.
Institutions financières. Oracle est largement utilisé dans le secteur financier, où l’intégrité et la sécurité des données sont primordiales. Les banques, les compagnies d’assurance et les sociétés d’investissement comptent souvent sur Oracle pour gérer des données financières et des transactions sensibles.
Organismes gouvernementaux et secteur public. Oracle est souvent choisi pour ses fonctionnalités robustes et sa sécurité dans les applications gouvernementales et du secteur public, notamment la sécurité nationale, les systèmes de santé et de transport.
Le système de gestion de bases de données PostgreSQL partage sa popularité avec MySQL. Il s’agit d’un système de gestion de bases de données objet-relationnel dans lequel les objets définis par l’utilisateur et les approches de table sont combinés pour construire des structures de données plus complexes. En plus de cela, PostgreSQL a beaucoup de similarités avec MySQL. Il vise à renforcer les normes de conformité et l’extensibilité. Par conséquent, il peut traiter n’importe quelle charge de travail, à la fois pour des produits individuels et pour des applications complexes. Propriété et développé par PostgreSQL Global Development Group, il reste complètement open-source. Ce SGBD est utilisable avec des plates-formes telles que Microsoft, iOS, Android, et bien d’autres.
Avantages de PostgreSQL
Grande scalabilité. La scalabilité verticale est une marque de fabrique de PostgreSQL. Étant donné que presque toute solution logicielle personnalisée a tendance à croître, ce qui entraîne une extension de la base de données, cette option particulière prend certainement en charge la croissance et le développement de l’entreprise.
Support des types de données personnalisés. PostgreSQL prend nativement en charge de nombreux types de données par défaut, tels que JSON, XML, H-Store, et autres. PostgreSQL en tire parti, étant l’une des rares bases de données relationnelles avec un fort support des fonctionnalités NoSQL. De plus, elle permet aux utilisateurs de définir leurs propres types de données. Comme votre modèle d’entreprise peut avoir besoin de différents types de bases de données tout au long de son existence pour une meilleure performance ou une exhaustivité d’application, cette option apporte une flexibilité améliorée.
Outils de tierce partie facilement intégrables. Le système de base de données PostgreSQL bénéficie du fort soutien d’outils supplémentaires, à la fois gratuits et commerciaux. Leur champ d’application comprend des extensions pour améliorer de nombreux aspects. Par exemple, ClusterControl offre une assistance impressionnante pour la gestion, la surveillance et la mise à l’échelle des bases de données open-source SQL et NoSQL. Pour rendre la comparaison et la synchronisation des données plus efficaces, envisagez d’utiliser DB Data Directive. Si vous prévoyez d’accroître vos données de manière importante, le système de sauvegarde et de restauration pgBackRest sera une bonne option parmi d’autres.
Support open-source et assistance communautaire. Postgres est totalement open-source et pris en charge par sa communauté, ce qui le renforce en tant qu’écosystème complet. De plus, les développeurs peuvent toujours s’attendre à une assistance communautaire gratuite et rapide.
Inconvénients de PostgreSQL
Documentation incohérente. Bien que PostgreSQL ait une grande communauté et un fort soutien de ses participants, la documentation manque encore de cohérence et d’exhaustivité. La communauté PostgreSQL étant plutôt distribuée, la documentation ne suit pas de normes uniformes pour toutes les fonctionnalités de Postgres.
Absence d’outils de reporting et de révision. Un inconvénient majeur de PostgreSQL est l’absence d’outils de révision qui montreraient l’état actuel d’une base de données. Vous devez donc vérifier en permanence si quelque chose ne va pas. Il y a toujours un risque que les ingénieurs de la base de données remarquent une défaillance trop tard.
Cas d’utilisation
Étant donné que PostgreSQL est proche de MySQL, il peut être utilisé pour travailler avec les mêmes types d’applications basées sur le web. De plus, vous disposez d’un stockage étendu de données de localisation, de meilleures performances et d’une meilleure scalabilité.
En tant qu’outil entièrement commercial, Microsoft SQL Server est l’un des systèmes de gestion de bases de données relationnelles les plus populaires, en plus de MySQL, PostgreSQL et Oracle. Il gère efficacement le stockage, la modification et la gestion de données relationnelles. Pour interagir avec les bases de données SQL Server, les ingénieurs de bases de données utilisent généralement le langage Transact-SQL (T-SQL), qui est une extension de la norme SQL.
Avantages de MSSQL
Variété de versions. Microsoft SQL Server propose un large choix d’options avec des fonctionnalités diverses. Par exemple, l’édition Express avec une base de données gratuite offre des outils de base pour une utilisation individuelle, ce qui convient parfaitement pour l’apprentissage et la création d’applications de bureau ou sur serveur de petite taille. L’option Developers permet de créer et de tester des applications, y compris certaines fonctionnalités d’entreprise, mais sans licence de serveur de production. Pour les projets de plus grande envergure, il existe également des éditions Web, Standard et Entreprise, avec une étendue variable de fonctionnalités administratives et de niveaux de service.
Solution de données commerciales de bout en bout.
