Couchbase vs Aerospike para aplicativos de missão crítica: Excelência operacional

Os arquitetos de empresas geralmente se deparam com um dilema ao escolher um banco de dados NoSQL para sua plataforma de última geração. Eles se deparam com a temida pergunta: Devemos optar pelo desempenho ou pela capacidade de gerenciamento? Infelizmente, As empresas que desenvolvem aplicativos de missão crítica geralmente precisam de mais do que apenas velocidade bruta. 

Então, qual é a escolha certa? Desempenho ou capacidade de gerenciamento? Essa é uma pergunta difícil! E a resposta honesta é: as empresas querem ambos. Porém, a capacidade de gerenciamento geralmente vence no longo prazo, especialmente em escala. Suas cargas de trabalho não exigem apenas desempenho, mas também escalabilidade, flexibilidade, capacidade de gerenciamento e resiliência operacional. 

Depois de reduzir a lista de bancos de dados NoSQL de alto desempenho de nível empresarial, geralmente há dois concorrentes principais: Aerospike e Couchbase.

Aerospike vs. Couchbase

Aerospike afirma ter uma grande velocidade. Assim como o Couchbase, ele pode lidar com milhões de operações de valor-chave por segundo com latência de microssegundos. De acordo com as alegações do Aerospike, sua arquitetura enxuta e orientada para o desempenho oferece latência previsível e grande durabilidade, especialmente para cargas de trabalho de valor-chave em tempo real. 

Supõe-se que seja uma boa opção para casos de uso de alta frequência, como:

• • Lances em tempo real na tecnologia de anúncios
  • Roteamento de telecomunicações
  • Pontuação de fraude de latência ultrabaixa

Sua arquitetura de memória híbrida e seu desempenho determinístico permitem que ele forneça uma latência de milissegundos. 

Couchbase foi projetado com uma arquitetura modular que permite que serviços como dados, indexação, consultas e análises sejam dimensionados de forma independente, reduzindo a contenção de recursos e melhorando o controle operacional. Sua arquitetura que prioriza a memória e o cache integrado permitem que ele ofereça latência inferior a milissegundos.

Escalonamento multidimensional (MDS) permite que o Couchbase faça o ajuste fino do desempenho com base nos padrões de carga de trabalho sem provisionamento excessivo, o que é crucial para a escalabilidade econômica. Seus pontos fortes:

• • Arquitetura Memory-First com cache embutido
  • Acesso a documentos JSON e de valor-chave
  • Uma poderosa linguagem de consulta de reclamações ANCI SQL, semelhante ao SQL (SQL++)
  • Indexação secundária pronta para uso
  • Suporte nativo para sincronização móvel e de borda
  • Análise em tempo real e pesquisa Vector incorporada
  • Implantações nativas do Kubernetes com um Operador Autônomo maduro

O desempenho não é tudo!

Lembre-se de que os engenheiros sempre buscam a velocidade bruta. Mas há outras equipes também. As equipes de operações pedem algo que não exija scripts personalizados e combate a incêndios tarde da noite. A conformidade sempre quer controle granular sobre a replicação de dados. Ninguém quer outra ferramenta que somente especialistas e serviços profissionais possam configurar, operar e ganhar muito dinheiro.

Vamos explorar um pouco mais esses fatores do mundo real que precisam ser considerados juntamente com o desempenho bruto para um ambiente de produção confiável.

Monitoramento e observabilidade

Embora o Aerospike ofereça integração com pilhas de observabilidade, como Prometheus e Grafana, o Couchbase fornece telemetria rica e incorporada pronta para uso:

• • Painéis de métricas em tempo real para memória, CPU, E/S de disco, desempenho de consultas e muito mais.
  • Observabilidade por serviço (consulta, índice, dados, etc.)
  • Registro de logs e alertas integrados
  • Suporte para integrações com ferramentas de observabilidade empresarial (Grafana, Splunk, Datadog, New Relic, etc.)

Essa visibilidade ajuda as equipes a identificar gargalos, prever problemas de capacidade e responder rapidamente a incidentes - todos os principais requisitos para aplicativos 24 horas por dia, 7 dias por semana.

Manutenção sem tempo de inatividade

O Couchbase foi projetado com as operações em mente. Você pode executar:

• • Atualizações contínuas e aplicação de patches com tempo de inatividade zero
  • Rebalanceamento on-line para aumentar ou diminuir a escala dos nós conforme necessário
  • Backup e restauração com granularidade fina
  • Recuperação automática de falhas e reparo inteligente incorporados

O Aerospike oferece alta disponibilidade e desempenho robusto, mas operações como atualizações contínuas ou expansão de cluster tendem a exigir mais supervisão manual e orquestração, especialmente em ambientes mais complexos.

Replicação e resolução de conflitos

O Aerospike oferece replicação intra-cluster forte e síncrona com reconhecimento de rack e failover rápido. No entanto:

• • A replicação entre centros de dados (XDR) é uma funcionalidade complementar e, normalmente, requer uma configuração cuidadosa e um ajuste operacional
  • A resolução de conflitos é limitada, pois o Aerospike pressupõe arquiteturas que, em sua maioria, gravam em uma única região

Enquanto o Couchbase oferece suporte:

• • Replicação intracluster (via DCP - Database Change Protocol) para HA em um data center
  • Replicação entre data centers (XDCR) com topologias configuráveis (unidirecional, bidirecional, em malha)
  • Sincronização de celular para borda para nuvem via Couchbase Lite e Sync Gateway
    

A replicação no Couchbase é assíncrona, configurável e rápida (memória a memória), projetada para manter os dados sincronizados em várias regiões e, ao mesmo tempo, manter a alta disponibilidade.

Para casos de uso que exigem implantações ativas e ativas em várias regiões ou cenários de borda móvel/desconectada, o Couchbase oferece ferramentas mais maduras e flexíveis.

Em uma configuração de várias regiões, o XDCR do Couchbase facilita muito a replicação. Uma simples chamada de API e um filtro no estilo SQL++ garantem que apenas os dados corretos fluam para a região correta:

Por outro lado, fazer o mesmo no Aerospike significa criar arquivos de configuração, escrever funções Lua, implementá-las e testá-las manualmente. Não é ideal para ambientes ágeis.

Resolução de conflitos

Um dos aspectos mais importantes da execução de aplicativos distribuídos globalmente é a replicação e a forma como o sistema lida com os conflitos. As empresas geralmente executam uma configuração ativo-ativo que, na maioria das vezes, precisa de sincronização de dados e, muitas vezes, de forma bidirecional. 

Por exemplo, a plataforma precisava operar simultaneamente na América do Norte e na Europa. O Couchbase oferece suporte à resolução de conflitos integrada com lógica personalizada e regras baseadas em registro de data e hora, incluindo:

• • Resolução automática de conflitos com base em uma política configurável: baseado em carimbo de data/hora, ID de revisão personalizadaou lógica definida pelo aplicativo
  • Ferramentas integradas para auditar e resolver divergências de dados entre réplicas

Enquanto que com o Aerospike você precisará lidar com conflitos no nível do aplicativo. 

Isso geralmente é um obstáculo. Isso se torna essencial quando você opera em ambientes de borda (por exemplo, lojas de varejo, dispositivos móveis) ou lida com a consistência eventual em arquiteturas de várias regiões.

Conformidade

No cenário regulatório atual, recursos como Filtragem XDCR não são apenas algo bom de se ter - são essenciais para a conformidade com as leis de soberania, privacidade e retenção de dados. 

As equipes jurídicas e de conformidade geralmente não são tão tolerantes. Elas geralmente levantam questões como:

“Não podemos replicar todos os dados do usuário para a Europa. Além disso, precisamos de provas de que os campos confidenciais foram excluídos.”

Os recursos de filtragem incorporados do Couchbase permitem que as organizações repliquem apenas o subconjunto necessário de dados - por exemplo, excluindo informações de identificação pessoal (PII) ou registros específicos da região - garantindo que os dados confidenciais permaneçam dentro dos limites geográficos ou jurisdicionais exigidos. 

Esse controle refinado simplifica a adesão a GDPR, HIPAA e outras estruturas de conformidade sem a necessidade de scripts personalizados ou camadas externas de processamento de dados.

O Aerospike também pode fazer isso, mas serão necessários UDFs personalizados, mais testes e sobrecarga de operações.

Filtragem integrada: uma vantagem do Couchbase para simplicidade e conformidade

Uma das diferenças operacionais mais impactantes entre o Couchbase e o Aerospike está na forma como a filtragem de replicação é implementada.

No Couchbase, a filtragem é um recurso declarativo de primeira classe do XDCR. Você pode especificar as condições de filtragem diretamente na interface do usuário, na CLI ou na API REST usando expressões no estilo SQL++ (por exemplo, type = 'premium' AND region = 'EU') - sem necessidade de scripts externos ou reimplantações de cluster.

No Aerospike, a filtragem não é nativa do XDR. Em vez disso, é necessário escrever funções definidas pelo usuário (UDFs) personalizadas baseadas em Lua, implementá-las no cluster e fazer referência a elas na configuração. Isso introduz troca de linguagem, sobrecarga operacional extra e maior risco ao implementar alterações, especialmente em ambientes de produção.

Em resumo, o Couchbase torna a filtragem de replicação mais fácil, mais segura e mais sustentável, oferecendo às equipes mais controle sem complexidade.

Comparação no mundo real: configuração da replicação entre data centers (XDCR)

Aerospike's O XDR é configurado no nível do namespace e do datacenter usando o arquivo aerospike.conf. Embora eficiente, é um processo mais manual e a filtragem requer funções definidas pelo usuário (UDFs).

Exemplo de configuração do Aerospike XDR (aerospike.conf):

Se quiser filtrar registros, crie um UDF escrito em Lua, implemente-o no cluster e faça referência a ele na configuração.

Exemplo de UDF (filter_records.lua):

Registro de UDF:

Pontos negativos:

• • A lógica do filtro deve ser escrita em Lua, implementada e referenciada
  • As alterações exigem recarregamentos ou reinicializações de configuração
  • Sem filtragem declarativa por padrão
  • O monitoramento do status da replicação exige muito da CLI

Couchbase O XDCR é totalmente configurável por meio da interface do usuário, da CLI (couchbase-cli) ou da API REST. Ele é compatível com filtragem declarativa, reconfiguração dinâmica e monitoramento avançado, tudo sem reinicializações.

Exemplo: Criação de uma replicação via API REST

Filtragem no Couchbase XDCR (por chave ou campo de documento):

Você pode até mesmo usar expressões regulares ou lógica booleana avançada nos filtros:

Exemplo de interface do usuário:

• • Ir para XDCR guia
  • Clique em Adicionar replicação
  • Inserir origem e destino
  • Adicionar expressão de filtro opcional
  • Clique em Criar

Em resumo

As empresas que executam sistemas de missão crítica geralmente vão além da taxa de transferência e da latência. 

Eles buscam plataformas que proporcionem eficiência operacional, observabilidade e resiliência em uma área de cobertura global. A equipe de engenharia podia se concentrar nos recursos, não no combate a incêndios. A equipe de operações tinha painéis de controle, não ansiedade. A equipe de conformidade tinha uma replicação seletiva e auditável.

Porque no fim das contas, desempenho bruto ganha POCs, mas simplicidade operacional ganha produção.