TÌM HIỂU VỀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU MONGODB

tieuluanmoi123docz.ne t NGÂN HÀNG NHÀ NƯỚC VIỆT NAM BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGÂN HÀNG TP.HỒ CHÍ MINH KHOA HỆ THỐNG THƠNG TIN QUẢN LÝ -🙣🕮🙡 - TIỂU LUẬN KẾT THÚC HỌC PHẦN Đề tài: TÌM HIỂU VỀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU MONGODB Môn: HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU Họ tên: MSSV: LỚP: ITS322_202_D02 Giảng viên hướng dẫn: ThS Trịnh Hoàng Nam Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 07 năm 2021 tieuluanmoi123docz.ne t NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… tieuluanmoi123docz.ne t LỜI MỞ ĐẦU Từ nửa cuối kỷ 20 nay, thuật ngữ “bùng nổ thông tin” trở nên quen thuộc dường trở thành tên thời kỳ Với phát triển khoa học công nghệ, đặc biệt trang mạng xã hội, giây người đón nhận hàng triệu thông tin khác mà người ta phải đề cập đến tượng “bội thực thông tin” Với khối lượng liệu ngày lớn thế, hệ thống quản trị sở liệu quan hệ trước nhiều thời gian để hiển thị trang web hay trả lời yêu cầu API Nhất ứng dụng xử lý thông tin ngày phức tạp Lúc này, sở liệu SQL gây nhiều hạn chế, cụ thể lược đồ /schema thiếu linh hoạt khiến chúng trở nên khơng cịn phù hợp Để đáp ứng với nhu cầu xử lý lượng lớn thông tin, công nghệ dần xuất công nghệ lưu trữ đám mây, sử dụng phương pháp đẩy nhanh tốc độ , rút ngắn chu trình, Và với đó, sở liệu NoSQL đời với linh hoạt truy vấn, lưu trữ , thao tác lượng lớn thông tin, tốc độ vận hành công suất cao, trở lựa chọn tuyệt vời cho nhà phát triển phần mềm Ngày nay, NoSQL ứng dụng ngày phổ biến Để hỗ trợ người dùng dễ dàng sử dụng loại sở liệu này, hàng loạt hệ quản trị sở liệu đời bật số hệ quản trị sở liệu MongoDB Theo khảo sát cho thấy có khoảng 33000 cơng ty sử dụng MongoDB tồn giới, sử dụng nhiều nước phát triển công nghệ Mỹ(48%), Anh (7%) Ấn Độ (7%) Với tính bật mình, MongoDB có tiềm để phát triển mạnh mẽ tương lai, mà liệu sinh ngày nhiều Do đó, tiểu luận này, em tìm hiểu hệ quản trị sở liệu MongoDB với phần sau: - Chương 1: Tổng quan hệ quản trị sở liệu MongoDB Chương 2: Quản trị vận hành với hệ quản trị sở liệu MongoDB Chương 3: Quản trị thành phần với hệ quản trị sở liệu MongoDB Chương 4: Quản trị người dùng với hệ quản trị sở liệu MongoDB tieuluanmoi123docz.ne t MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU MONGODB I Một số khái niệm 1 Cơ sở liệu (Database) Hệ quản trị sở liệu (Database Management System) Cơ sở liệu quan hệ (Database Relationship) II Giới thiệu Tìm hiểu NoSQL 2 Tìm hiểu cơng ty MongoDB Inc Tìm hiểu hệ quản trị sở liệu MongoDB Một số khái niệm MongoDB 11 III Lựa chọn phiên cài đặt 13 IV Cài đặt cấu hình 14 V Các thành phần MongoDB CHƯƠNG 2: QUẢN TRỊ VẬN HÀNH VỚI HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU MONGODB I Tạo cấu hình sở liệu 19 20 20 Tạo sở liệu 20 Xóa database 21 II Sao lưu liệu 21 III 23 Phục hồi liệu CHƯƠNG 3: QUẢN TRỊ THÀNH PHẦN VỚI HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU MONGODB 23 I Bộ sưu tập (Collection) 23 Tạo Collection 23 Một số kiểu liệu MongoDB 26 Các thao tác CRUD 27 Một số toán tử so sánh 28 II Khung nhìn 28 tieuluanmoi123docz.ne t Tạo khung nhìn 28 Các hạn chế khung nhìn 29 Các thao tác hỗ trợ khung nhìn III Chỉ mục 29 29 IV 31 Hàm thủ tục (Stored Procedure -SP) V Ràng buộc 33 VI 34 Bẫy lỗi (Trigger) CHƯƠNG 4: QUẢN TRỊ NGƯỜI DÙNG VỚI HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU MONGODB 34 I Quyền vai trò (role) MongoDB 34 Các quyền vai trị tích hợp có sẵn hệ thống 34 Tạo quyền vai trò tùy chỉnh (Role) 37 II Quyền đăng nhập hệ thống 38 III 40 Quyền truy xuất liệu tieuluanmoi123docz.ne t DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Cơ sở liệu SQL NoSQL Hình Cơ sở liệu hệ quản trị sở liệu Hình Cơ sở liệu quan hệ Hình Sự khác NoSQL SQL ứng dụng cấu trúc lưu trữ Nguồn : news.bnn.vn Hình Mơ hình lưu trữ CSDL NoSQL nhóm Key-Value Nguồn: dotnet.edu.vn Hình Một record lưu trữ sở liệu "Collumn Family" Hình Document Database định dạng JSON XML Nguồn: dotnet.edu.vn Hình Mơ hình Cơ sở liệu đồ thị Nguồn: dotnet.edu.vn Hình Trụ sở MongoDB Inc Nguồn: usacontactdetails.com Hình 10 Logo hệ quản trị CSDL MongoDB Hình 11 Minh họa số thuật ngữ MongoDB 12 Hình 12 Ví dụ cấu trúc Document MongoDB 12 Hình 13 So sánh cấu trúc tổ chức lưu trữ SQL MongoDB 13 Hình 14 Giao diện trang chủ MongoDB 15 Hình 15 kiến trúc MongoDB [2] 19 Hình 16 Các kiểu liệu MongoDB 27 tieuluanmoi123docz.ne t DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Các tính MongoDB Nguồn: MongoDB Documentation Bảng Lịch sử phát hành MongoDB Nguồn : MongoDB Documentation Bảng Các lựa chọn tạo backup MongoDB Bảng tùy chọn backup Bảng Các tùy chọn cấu hình cho Collection Nguồn: MongoDB Documentation Bảng Các thao tác CRUD MongoDB Bảng Các toán tử so sánh MongoDB Nguồn:viblo.asia Bảng Các thao tác view Bảng Danh sách tùy chọn để tạo mục Bảng 10 Nhóm Database User Roles Bảng 11 Nhóm Database Adminnistration Roles Bảng 12 Nhóm All Database Roles 14 23 23 24 27 28 29 30 35 35 36 tieuluanmoi123docz.ne t DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT CSDL RDBMS NoSQL CRUD GUI SQL NoSQL Cơ sở liệu Relational Database Management System Not Only SQL Viết tắt từ: Create, Read, Update, Delete Graphical User Interface Structured Query Language Not Only SQL tieuluanmoi123docz.ne t CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU MONGODB I Một số khái niệm Cơ sở liệu (Database) Cơ sở liệu ( Database) thuật ngữ sử dụng thường xuyên lĩnh vực công nghệ thông tin Theo chuyên gia, CSDL định nghĩa “ tập hợp liệu có tổ chức, thường lưu trữ truy cập điện tử từ hệ thống máy tính.” Hay hiểu CSDL tập hợp liệu có liên quan với mặt luận lý tổ chức xếp Hiện CSDL phân làm loại bao gồm : - SQL: Dữ liệu mơ hình hóa dạng hàng cột bảng, sử dụng ngôn ngữ T-SQL để truy vấn liệu NoSQL: bao gồm loại liệu phi quan hệ mơ hình hóa dạng loại phương tiện khác CSDL gọi NoSQL sử dụng ngôn ngữ truy vấn khác SQL Hình Cơ sở liệu SQL NoSQL Hệ quản trị sở liệu (Database Management System) Hệ quản trị sở liệu (Database Management System - DBMS) phần mềm tương tác với người dùng cuối, ứng dụng CSDL để thu thập phân tích CSDL Hệ quản trị CSDL CSDL ln có mối quan hệ chặt chẽ với Hình Cơ sở liệu hệ quản trị sở liệu tieuluanmoi123docz.ne t Cơ sở liệu quan hệ (Database Relationship) Năm 1970, thuật ngữ “cơ sở liệu quan hệ” giới thiệu EF Codd IBM tài liệu nghiên cứu “ A relational Model of Data for Large Shared Data Banks” Trong tài liệu này, ông định nghĩa thuật ngữ “Cơ sở liệu quan hệ” sau: “Cơ sở liệu quan hệ tổ chức liệu theo bảng có quan hệ với để giảm thiểu dư thừa liệu đồng thời đảm bảo hiệu lưu trữ truy xuất liệu ” Ngày , sở liệu quan hệ sử dụng phổ biến hầu hết phần mềm quản lý liệu II Hình Cơ sở liệu quan hệ Giới thiệu Tìm hiểu NoSQL a) Khái niệm NoSQL Cơ sở liệu NoSQL (viết tắt “Not SQL” “Not Only SQL”) sở liệu không quan hệ (Non-Relational) NoSQL tên gọi chung cho sở liệu không sử dụng bảng MySQL hay SQL Server Nó khơng sử dụng mơ hình sở liệu quan hệ (RDBMSs) để lưu trữ truy cập liệu mà sử dụng mơ hình lưu trữ key- value Thay lưu trữ liệu bảng sở liệu truyền thống, CSDL NoSQL lưu trữ hạng mục riêng với khóa nhất.Ngồi , NoSQL cịn hệ thống sử dụng liệu phân tán Tức liệu hệ thống không bao gồm mà nhập vào mà cịn liệu từ file video, chúng lưu trữ nhiều server khác Điều cung cấp cách tiếp cận nhiều linh hoạt để lưu trữ liệu sở liệu quan hệ Với việc lưu trữ liệu phân tán, NoSQL hỗ trợ tốt việc xử lý khối lượng lớn liệu lên đến hàng petabytes mà khơng cần phải có tài nguyên phần cứng cao Nó chia liệu để lưu trữ nhiều Server khác tạo điều kiện cho việc mở rộng theo chiều ngang cách thuận lợi với chi phí khơng q cao Bên cạnh đó, việc lưu trữ nhiều Server làm cho NoSQL có độ chịu tải độ chịu lỗi cao Nhiều hệ thống sở liệu NoSQL sử dụng mã nguồn mở b) Lịch sử phát triển NoSQL Thuật ngữ NoSQL giới thiệu lần Carlo Stozzi vào năm 1998, lúc tieuluanmoi123docz.ne t Trong MongoDB, ta dùng mục (Unique Index) để thực hóa điều này: Một số lưu ý sử dụng unique key: - - VI Ứng dụng sử dụng sở liệu phải có bắt lỗi chèn document collection proxy phải có tính qn collection liên quan Nếu collection proxy yêu cầu phân đoạn ta phải thực phân đoạn Field cần thực thi tính Để áp dụng tính nhiều Field proxy phân đoạn, ta phải có tập hợp proxy cho Field Nếu tạo nhiều unique index proxy khơng thể chia nhỏ collection proxy để sử dụng Bẫy lỗi (Trigger) Trong MongoDB, hệ quản trị sở liệu khơng có hỗ trợ trigger Tuy nhiên ta tự tạo thủ tục số thủ thuật Khi ta thao tác liệu MongoDB tất hành động ghi vào nhật ký hoạt động gọi oplog Về bản, Oplog danh sách chạy sửa đổi thực với liệu Các Replica Set lắng nghe thay đổi oplog thực thay đổi cục Do ta tự tạo thủ tục trigger dựa điều cơng cụ có sẵn MongoDB Hiện nay, số sản phẩm khác có liên quan với MongoDB tích hợp thêm thủ tục Trigger MongoDB Realm hay MongoDB Atlas CHƯƠNG 4: QUẢN TRỊ NGƯỜI DÙNG VỚI HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU MONGODB I Quyền vai trò (role) MongoDB Khi làm việc với sở liệu nào, việc phân quyền, thiết lập tài khoản cho user việc vô cần thiết Nhất ta xây dựng phần mềm, chia sẻ sở liệu nhóm Với MongoDB điều khơng phải ngoại lệ MongoDB cung cấp quyền truy cập user dựa vai trị (roles) user Hệ quản trị cung cấp nhiều role tích hợp để gán cho người dùng Bên cạnh , cho phép tạo người sử dụng tạo role theo nhu cầu Các quyền vai trị tích hợp có sẵn hệ thống Trong MongoDB, role có sẵn chia làm nhóm role : tieuluanmoi123docz.ne t a) Nhóm Database User Roles tieuluanmoi123docz.ne t Các role thuộc nhóm thiết lập riêng cho database định cho phép người dùng thao tác liệu không cho phép tác động đến user khác hệ thống Các role thường phân quyền cho client Nhóm bao gồm hai quyền sau: Bảng 10 Nhóm Database User Roles Role Read Mô tả Chỉ cho phép đọc liệu database định ( không bao gồm collection hệ thống như: system.indexes, system.js, system.namespacesCollection readWrite Cho phép đọc ghi liệu sửa đổi liệu collection không thuộc hệ thống collection system.js database định Các hàm sử dụng collStats dbHash dbStats find killCursors listIndexs listCollections collStats convertToCapped createCollection dbHash dbStats dropCollection createIndex dropIndex emptycapped find insert killCursors listIndexes listCollection s remove renameCollectionSameDB update b) Nhóm Database Administration Roles Với nhóm role này, hệ thống cấp số quyền quản trị định database định cho user Bao gồm role sau: Bảng 11 Nhóm Database Administration Roles Role Mô tả Các hàm sử dụng tieuluanmoi123docz.ne t dbAdmin Quyền cho phép user có quyền quản trị database định.Tuy nhiên cho phép số thao tác quản trị định lập lược đồ, mục, thu thập thống kê collStats dbHash dbStats find killCursors listIndexes listCollections tieuluanmoi123docz.ne t userAdmin Quyền cho phép thao tác tạo thay đổi quyền cho user khác database định Theo mặc định, bao gồm thêm quyền readWrite nhóm Database user role dbOwner Quyền kết hợp quyền kể trên: dbAdmin, userAdmin readWrite dropCollection and createCollection system.profile changeCustomData changePassword createRole createUser dropRole dropUser grantRole revokeRole viewRole viewUser c) Nhóm All Database Roles Nhóm role dành cho database Admin Nó xem quyền mở rộng nhóm role , thay user có quyền database với nhóm role này, user có quyền tồn database có hệ thống Cụ thể: Bảng 12 Nhóm All Database Roles Roles readAnyDatabase readWriteAnyDatabase userAdminAnyDatabase Mơ tả Quyền cho phép user đọc liệu giống quyền read, nhiên, thay đọc database user đọc database khác hệ thống Quyền bao gồm quyền readAnyDatabase với quyền chỉnh sửa liệu database mà user đọc Tương tự quyền readWrite Đây quyền mở rộng quyền userAdmin nhóm Với quyền này, user quản trị user tồn database hệ thống tieuluanmoi123docz.ne t dbAdminAnyDatabase Giống role dbAdmin, với quyền user quản trị liệu toàn database hệ thống d) Nhóm Supperuser Roles Nhóm role có role Root Đây quyền cao hệ quản trị sở liệu MongoDB Với quyền người dùng thực thao tác hệ thống cung cấp quyền truy cập ,quản trị sở liệu ,truy cập đến tieuluanmoi123docz.ne t nguồn lực sở liệu Do quyền phân cho người quản trị có quyền cao hệ thống Ngồi nhóm role phân quyền theo cấp database cấp hệ thống trên, MongoDB cịn có nhóm role như: Backup and Restoration Roles, Cluster Administration Roles, Tạo quyền vai trò tùy chỉnh (Role) Bên cạnh role tích hợp sẵn hệ thống, MongoDB cho phép người dùng tự tạo role tùy chỉnh thiết lập đặc quyền riêng phù hợp với mong muốn họ Một yêu cầu đặt ta tạo role ta phải tạo role database cụ thể Vì MongoDB, hệ quản trị sử dụng kết hợp tên database role để đảm bảo role Ngoại trừ role tạo database admin role bao gồm đặc quyền áp dụng cho database kế thừa từ role khác database Nếu role tạo database admin, bao gồm đặc quyền áp dụng cho database này, bao gồm quyền admin, quản lý cluster kế thừa từ role khác tất database hệ thống Để dễ dàng quản lý role tùy chỉnh này, MongoDB lưu trữ thông tin chúng collection đặc biệt tên system.roles thuộc database admin Collection không cho phép truy cập trực tiếp vài mà phải sử dụng lệnh quản lý role để xem chỉnh sửa Khi muốn tạo role mới, ta sử dụng phương thức db.createRole() Giả sử, ta muốn tạo role có tên saler mô tả sau: - saler cho phép đọc chỉnh sửa liệu database “mydata” saler cho phép đọc collection “Foods” database “shopping” Ta thực tạo role sau: Đầu tiên ta khai báo biến tên role để lưu trữ tên (role) thao tác tieuluanmoi123docz.ne t (privileges), quyền (roles) saler Sau sử dụng cú pháp sau để tạo role: tieuluanmoi123docz.ne t Role tùy chỉnh tạo thành công II Quyền đăng nhập hệ thống Mặc định mongoDB, sử dụng MongoDB Server mà không cần phải đăng nhập vào hệ thống Tuy nhiên , số trường hợp việc sử dụng user để thao tác MongoDB Server cho kết tốt đảm bảo tính bảo mật sở liệu Ở MongoDB tài khoản đăng nhập user hệ thống, ta gom chung việc khởi tạo tài khoản khởi tạo user làm Trong MongoDB, ta tạo user phương thức createUser() Cú pháp: Để tạo user cấp hệ thống, ta thực tạo user database admin, user truy cập chỉnh sửa database khác quyền user cho phép Ví dụ, ta tạo user cấp hệ thống với username = “ad”, password =”1234” User gán quyền root, tức quyền cao hệ thống: tieuluanmoi123docz.ne t - Trong MongoDB, để đăng nhập user password, ta có cách để đăng nhập: Cách 1: rõ username password Ta sử dụng cú pháp : Ví dụ, ta đăng nhập tài khoản user vừa tạo trên: - Cách 2: Đăng nhập với phương thức db.auth() Với cách này, ta truy cập vào lệnh mongo, sau sử dụng lệnh db.auth() database cần xác thực: Như ta đăng nhập thành công vào hệ thống Sau đăng nhập vào hệ thống user có quyền root, ta tạo user khác cấp hệ thống cấp sở liệu Giả sử đây, ta tạo user có username “person1” có password tieuluanmoi123docz.ne t “123” với quyền đọc /ghi database shopping Ta thực sau: tieuluanmoi123docz.ne t III Quyền truy xuất liệu Như nói phần trên, quyền truy xuất liệu MongoDB chia làm loại : - Quyền truy xuất cấp hệ thống: bao gồm quyền thuộc nhóm All Database Roles nhóm Supperuser Roles Các quyền cho phép user truy cập đến nhiều database có hệ thống với thao tác quy định - Quyền truy xuất cấp sở liệu: Quyền bao gồm nhóm quyền nhóm Database User Role nhóm Database Administration Roles Các quyền cho phép user gán quyền thao tác truy xuất đến database cụ thể định Ví dụ, với user vừa tạo phần trên, ta có user ad gán quyền câp hệ thống user person1 gán quyền cấp sở liệu Với user ad, gán quyền root quyền cao sở liệu, user tạo tài khoản user Bên cạnh user cịn có quyền truy xuất đến database khác database admin: - Insert liệu vào database number sau: - Xem collection Clothes database shopping tieuluanmoi123docz.ne t Tiếp theo, với user person1 vừa tạo, ta sử dụng tài khoản để đăng nhập vào hệ thống thực số thao tác truy xuất liệu: - Xem liệu có collection Books database shopping: - Xem liệu có database mydata: Ở đây, truy xuất đến database mydata, hệ thống báo lỗi user person1 có quyền đọc/ghi database shopping không cấp quyền vào database mydata tieuluanmoi123docz.ne t TỔNG KẾT MongoDB sở liệu không quan hệ hướng tài liệu mã nguồn mở Với cấu trúc linh hoạt , Hệ quản trị sở liệu đem lại thuận tiện việc truy xuất liệu với tốc độ nhanh Được thiết kế với giao diện thân thiện, dễ sử dụng, cấu trúc câu lệnh rõ ràng , dễ hiểu gần với ngôn ngữ đời thường Tuy xuất không lâu MongoDB thực sử trở thành hệ quản trị sở liệu NoSQL phổ biến nhiều người ưa thích Trong thời đại cơng nghệ số nay, ngày người phải xử lý khối lượng thông tin khổng lồ MongoDB phát huy tốt tính trợ thủ đắc lực cho doanh nghiệp việc xử lý thơng tin Tuy cịn số hạn chế tương lai, tiềm hệ sở liệu lớn, mạng xã hội thương mại điện tử ngày phát triển tieuluanmoi123docz.ne t TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] MongoDBInc., "MongoDB Documentation," [Online] Available: https://docs.mongodb.com/ [2] Gadini, MongoDB And HBase, 2018 [3] ZendVN, “ZendVN học lập trình Online,” [Trực tuyến] Available: https://www.zendvn.com/ [4] T Q K Trần Trung Hiếu, “Đồ án tốt nghiệp, đề tài: Tìm hiểu MongoDB,” Trường đại học Công Nghiệp Thực Phẩm thành phố HCM, Thành phố Hồ Chí Minh, 2015 [5] N Đ Thuận, Ebook NoSQL [6] M D Kristina Chodorow, The Definitive Guide, O'reilly, 2010