Riuscire a individuare i migliori strumenti in grado di gestire le banche dati sulle quali poggiano i sistemi informativi moderni rappresenta sicuramente una delle sfide più importanti, affascinanti ma anche difficili per tutti coloro che intendono implementare o gestire programmi, software, applicazioni mobili, portali web e dispositivi elettronici chiamati ad interloquire tra loro in maniera automatizzata.
In considerazione dell’elevata mole di informazioni e dati che è necessario memorizzare, leggere, modificare ed elaborare praticamente senza soluzione di continuità, assume, infatti, un ruolo prioritario la scelta di DBMS capaci di garantire non solo prestazioni elevate ma anche e soprattutto standard di sicurezza, resilienza, robustezza e flessibilità adatti al contesto di riferimento. Tra i DBMS più utilizzati al mondo si colloca una delle soluzioni opensource storicamente più popolari, MySQL,
Cosa potrebbe, ad esempio, accadere a un’applicazione che basa tutto il proprio funzionamento sui dati raccolti nel tempo se il proprio archivio elettronico non fosse raggiungibile per un intervallo di tempo più o meno lungo o addirittura non fosse più recuperabile in seguito a un incidente? Qual è il giusto punto di equilibrio tra la necessità di garantire un’adeguata velocità di scrittura e lettura in banca dati e quella di fornire garanzie di continuità e affidabilità nel tempo? Provando a scendere ancora di più nel dettaglio, è possibile individuare nel “mercato globale” una soluzione che da un lato rappresenti un buon compromesso tra i differenti ed eterogenei fattori appena descritti e dall’altro costituisca un investimento sostenibile, adeguato alle prospettive di crescita aziendale e, soprattutto, al budget a disposizione?
È del tutto evidente come non sia affatto semplice rispondere ai quesiti appena esposti che travalicano gli ambiti prettamente specialistici per abbracciare aspetti di natura strategica, operativa, economica e gestionale.
In prima battuta, è opportuno sottolineare come ogni scelta sarà necessariamente associata a una serie di costi diretti e indiretti che non è possibile eliminare completamente, a dispetto di quanto si possa essere propensi a credere, nemmeno convergendo su prodotti liberamente scaricabili ed utilizzabili senza particolari vincoli di licenza.
Il successo dei DBMS “open source”
Un buon punto di partenza per definire il quadro di riferimento e ricostruire in maniera attendibile lo stato dell’arte in merito alle principali scelte adottate dalle aziende sulle proprie banche dati, è quello di scorrere e analizzare il report aggiornato periodicamente dal portale “DB-Engines.com”, che rappresenta una delle più autorevoli fonti specializzate sui database.
In tale contesto, è possibile notare come, tra i DBMS più utilizzati, alle spalle di un colosso come Oracle, si collochi una delle soluzioni opensource più popolari, rappresentata da MySQL, che non a caso è stata acquistata qualche anno fa proprio dall’azienda statunitense, con il fine di creare un vero e proprio monopolio nel campo delle banche dati digitali.
Non si tratta, invero, di un caso isolato ma, al contrario, costituisce il simbolo di una progressiva quanto apparentemente inarrestabile migrazione verso soluzioni software “aperte”, flessibili, in grado di rispondere ad esigenze variegate e mutevoli nel tempo, che meritano di essere approfondite, analizzate e studiate per individuare le radici di un fenomeno di portata ormai planetaria e per comprendere quale possa essere il DMBS più adatto alla propria organizzazione.
Tra i punti focali, che stanno gradualmente spingendo sempre più organizzazioni verso DBMS “open source”, è possibile preliminarmente annoverare, secondo i principali analisti del settore, due fattori predominanti: la natura delle spese sostenute, che per i sistemi a “licenza aperta”, può essere considerato di tipo “operativo”, ossia connessa alla gestione ordinaria dei sistemi e dei prodotti, mentre per i software proprietari è associabile a un investimento di tipo capitale (ammortizzabile in più anni), e i grandi benefici che possono derivare dalla presenza di comunità attive, innovative e sempre concentrate sull’evoluzione e il miglioramento del prodotto di riferimento.
MySQL, icona storica in continua evoluzione
Alla luce di quanto illustrato, il punto di partenza nello studio dei sistemi “aperti” deve necessariamente essere costituito da MySQL che può essere considerato alla stregua di una vera e propria “icona” nel mondo dei DBMS open source soprattutto perché riesce a coniugare il fascino della tradizione, essendo un prodotto risalente nel tempo tanto da poter essere annoverato tra gli antesignani dei moderni database, con una diffusione e una pervasività assolutamente senza precedenti.
Dal punto di vista tecnico, MySQL è un “Relational Database Management System” (RDBMS) composto da un client a riga di comando e un server, disponibili per una vasta pluralità di sistemi operativi che abbracciano, ad esempio, Linux, Solaris, macOS, Windows, FreeBSD, etc.
Denotando una straordinaria capacità di allineamento con le evoluzioni del mercato e con le esigenze degli utenti, la versione 8.0 del DBMS presenta al proprio interno anche una piattaforma di nuova generazione, riconducibile all’estesa famiglia dei database “NoSQL”, basata in particolare sulla gestione dei documenti.
Si tratta di una vera e propria rivoluzione perché permette di utilizzare, all’interno dello stesso framework e in contemporanea, due tipologie di database per molto tempo ritenute antitetiche se non addirittura mutuamente esclusive.
Lo schema a doppia licenza punto di forza
Uno dei principali punti di forza di MySQL è rappresentato dalla decisione di aver adottato, e in un certo senso introdotto nell’universo dei software aperti, il cosiddetto “schema a doppia licenza” che da un lato fornisce la possibilità di utilizzare liberamente e gratuitamente il DBMS attraverso la formula classica della “GNU GPL” all’interno di applicazioni rilasciate in modalità opensource e dall’altro consente di acquistarne i diritti di utilizzo nel contesto di soluzioni software proprietarie.
Il meccanismo appena descritto è ormai estremamente diffuso e consolidato soprattutto perché garantisce un canale di finanziamento aperto al mercato e supera le limitazioni intrinsecamente connesse ai modelli “pienamente opensource” e basati esclusivamente su licenze aperte di tipo tradizionale.
Degna di menzione è anche la possibilità di utilizzare, a pagamento, servizi di supporto e manutenzione, che prevedono, tra l’altro, un servizio personalizzato, potenzialmente attivabile 24 ore su 24, e l’accesso a una vasta e interessante base di conoscenze online.
Una diffusione sempre crescente
Una conseguenza per certi versi direttamente connessa alla scelta di continuare a garantire una versione del DBMS aperta e gratuita accanto a opzioni onerose di tipo “Enterprise”, è quella della diffusione capillare e sempre crescente di MySQL in tutto il mondo, in settori produttivi anche profondamente differenti tra loro ed in ogni tipologia di azienda; si tratta, infatti, di uno dei rari casi di soluzioni installate indifferentemente in enti pubblici, imprese private, piccole aziende familiari e multinazionali di rilevanza planetaria.
Lo straordinario successo è, inoltre, rispecchiabile in numeri stratosferici che nel 2019, a dimostrazione di una incredibile popolarità, segnavano oltre 11 milioni di installazioni attive e centinaia di migliaia di ricerche su Google, interventi tematici in forum specializzati, post su Twitter, etc.
Basti pensare che il citato portale “DB-Engines” assegni a MySQL uno score (calcolato su una serie di indicatori in grado di misurare la popolarità di un DBMS) pari a 1.277,89, di poco inferiore a quello di Oracle (1.343,59) e incredibilmente superiore quello del primo competitor “opensource” rappresentato da PostgresSQL (che si ferma a quota 522.99).
Tra i fattori che tradizionalmente inducono un numero elevato di utenti ed aziende ad utilizzare MySQL è necessario menzionare anche l’adozione completa del cosiddetto pacchetto “LAMP”, il cui nome deriva dalle iniziali delle piattaforme con cui è realizzato, ossia Linux, Apache, MySQL e Perl/PHP.
Scalabilità e flessibilità
È sufficiente accedere alla sezione dedicata ai download del sito uffici, per rendersi immediatamente conto della straordinaria varietà di strumenti, connettori, piattaforme, sistemi di monitoraggio e plug-in messi a disposizione dalla sterminata famiglia di MySQL che, grazie anche a una community attiva e intraprendente, riesce a fornire risposte personalizzate per ogni tipologia di azienda, organizzazione o sviluppatore.
Particolarmente apprezzata è anche l’opportunità di aggiungere, utilizzare e configurare, all’interno di un database, moduli complementari altamente performanti e specializzati, come ad esempio gli “storage engine” che permettono di gestire in modalità avanzata e differenziata le tabelle e le operazioni basate sul linguaggio SQL.
Da non trascurare è, inoltre, la possibilità di rimodulare con estrema facilità e quasi in tempo reale un database MySQL che, attraverso un numero relativamente ristretto di operazioni, è in grado di migrare da una situazione in cui è sufficiente utilizzare piccole quantità di informazioni a scenari ben più complessi e articolati che richiedono la gestione e l’elaborazione diverse terabyte di dati.
Fortemente pubblicizzato, anche perché utilizzato da colossi quali Facebook, Twitter, Youtube, Flickr, MediaWiki, Zappos, Zynga, etc, è il cosiddetto “Thread Pool” che, nelle sole versioni a pagamento, riesce a garantire prestazioni sostenute a fronte di un repentino incremento del numero degli utenti connessi e delle query eseguite. Lo strumento, in particolare, fornisce un modello di gestione dei thread altamente scalabile progettato per ridurre il carico computazionale generale del sistema, di contenere il numero di “connessioni client” ed ottimizzare l’esecuzione delle istruzioni SQL.
Da uno “stress test” condotto dallo staff di MySQL è emerso come il “Thread Pool” risulti particolarmente efficace in scenari che prevedono diverse migliaia di connessioni contemporanee: in particolare, confrontando le performance delle versioni “Community” ed “Enterprise”, è possibile verificare come la gestione dei Thread consenta di continuare a garantire un numero elevato e costante di transazioni per ogni secondo anche a fronte di un repentino incremento degli utenti collegati mentre il prodotto “gratuito” subisca un deciso e graduale rallentamento fino ad andare praticamente in una situazione di stallo al raggiungimento di circa 8000 connessioni simultanee.
Un DBMS “moderno” e orientato al web
La frenetica e repentina diffusione di applicazioni basate su tecnologie web ha contribuito, negli ultimi anni, a rafforzare la posizione di predominio di MySQL che, essendo stato pensato, progettato, implementato e ottimizzato con criteri “moderni”, si presenta come il framework ideale e fisiologicamente più utile per chi intende utilizzare linguaggi di programmazioni orientati verso internet quali Ruby, Ajax, PHP, Perl, JSP, Aspx, etc.
L’origine di tale successo può essere ricondotta all’inizio del nuovo millennio, ossia in un momento in cui i database tradizionali guardavano ancora con interesse a complessi sistemi gestionali pensati soprattutto per installazioni “on premise”, mentre MySQL era già proiettato a divenire la piattaforma di riferimento di CMS di grande successo come WordPress, Joomla, Drupal e phpBB, divenendo conosciuto non solo agli addetti ai lavori, che continuavano ad utilizzarlo e a svilupparlo partecipando sempre più alacremente ai lavori della community, ma anche e soprattutto nella folta platea di “amatori” e appassionati che iniziavano ad acquistare dai propri “hosting provider” servizi dedicati alla gestione online di database MySQL.
Un attore che ha rivestito, fin dal principio, un ruolo decisivo in tal senso è senza dubbio PhpMyAdmin che, dopo essere nato alla fine degli anni 90 come strumento quasi pioneristico in grado di garantire l’amministrazione di database online, è divenuto uno “standard de facto” per la gestione di MySQL su server “LAMP-based” soprattutto perché permette di importare, esportare, comporre query complesse, eliminare e creare tabelle, condurre ricerche elaborate senza dover mai usare un terminale Linux.
L’introduzione di InnoDB
Un ulteriore esempio in grado di esplicitare in maniera tangibile la propensione di MySQL verso una continua ottimizzazione del proprio ambiente è rinvenibile nella scelta di modificare, a partire dalla versione 5.5, il proprio “Storage engine” di default, che rappresenta il cuore pulsante di ogni DBMS, passando dallo storico MyISAM al più moderno e funzionale InnoDB, con il fine principali di riuscire a far convivere due elementi fisiologicamente in contrasto quali sicurezza e performance elevate.
Da decenni, infatti, i produttori di DBMS si interrogano su come trovare il punto di equilibrio tra due principi apparentemente inconciliabili: se, infatti, per garantire l’integrità dei dati all’interno delle tabelle è necessario applicare opportuni meccanismi di “blocco” durante le attività di modifica per evitare che scritture concomitanti rendano incoerenti le informazioni del database, una maggiore velocità di elaborazione è ottenibile attraverso la gestione contemporanea di più richieste, che naturalmente agevola la concorrenza.
Per riuscire ad affrontare il dilemma appena descritto, lo staff di MySQL ha provato a introdurre all’interno di “InnoDB” una serie di funzionalità decisamente migliorative rispetto alle precedenti versioni, che possono essere così sintetizzate:
- è stato implementato un meccanismo che permette al DBMS di incapsulare più operazioni di modifica dei dati all’interno di una singola “transazione”: in tal modo è possibile garantire che i risultati diventino persistenti nel database solo in caso di successo di ogni singola scrittura e che, al contrario, tutte le modifiche apportate siano annullate in caso di fallimento anche di una sola attività;
- Innob è in grado di gestire le cosiddette “Chiavi esterne” (o “foreign key”), che conferiscono la possibilità di creare una relazione logica tra i dati di due tabelle, in modo da impedire modifiche all’una che renderebbero inconsistenti i dati dell’altra;
- il nuovo motore è in grado di attivare sistemi di “blocco” che interessano singole righe piuttosto che intere tabelle, permettendo, con tale livello di granularità, di limitare le porzioni di dati cristallizzate durante le modifiche;
- è stata adottata una tecnica estremamente efficiente di gestione della concorrenza, denominata “Multiversion Concurrency Control” (conosciuta anche con l’acronimo MCC) che permette di incrementare il numero di interrogazioni contemporanee, senza subire rallentamenti a causa dei “lock” applicati da altre transazioni;
- InnoDb utilizza anche i cosiddetti “clustered indexes”, generalmente coincidenti con la chiave primaria di una tabella, che garantiscono elevate prestazioni perché definiti e memorizzati direttamente nel file che contiene i dati delle singole righe. In tal modo, è possibile azzerare i ritardi fisiologicamente connessi all’apertura di più documenti e restituire i risultati nel minor tempo possibile;
- la dimensione massima di una tabella è stata strategicamente limitata a 64 TB, ossia a un valore inferiore a quello ammesso da altri Storage Engine, con lo scopo di garantire attività di lettura più snelle, rapide e in linea con le aspettative degli utenti più esigenti.
Basso total cost of ownership
Un ulteriore fattore estremamente importante nella scelta di un DBMS a livello aziendale è certamente quello connesso ai costi di acquisto, gestione, manutenzione e conduzione che è possibile sintetizzare condensare nel sempre più famoso ed utilizzato concetto di “total cost of ownership”, finalizzato a fornire una visione d’insieme delle spese relative a tutto il ciclo vita di un sistema informatico, dalla nascita alla sua dismissione.
Ancora una volta, MySQL si conferma una soluzione estremamente competitiva e in grado di garantire alle imprese ingenti risparmi che, nell’ottica della continua ottimizzazione promossa dai principali framework internazionali di IT governance (si pensi, ad esempio, al Cobit 5 di ISACA), potrebbero essere investiti per rendere ancora più efficienti e sicure le architetture hardware e software sottese al funzionamento dei propri sistemi.
Secondo quanto riportato in una sezione dedicata del sito, attraverso una comparazione dei prezzi ufficiali praticati dai diversi competitor, MySQL “promette” ai propri utilizzatori risparmi complessivi addirittura superiori al 90%, come è possibile verificare dalla seguente tabella, che simula una scenario in cui sono presenti 4 server, 16 “socket” e 128 “core” complessivi:
Attenzione alla sicurezza
In un contesto in cui le organizzazioni sono sempre più dipendenti dai propri sistemi informativi, tanto da non potersi permettere, in alcuni casi, interruzioni anche brevi nell’erogazione dei propri servizi digitali, assume un ruolo fondamentale la gestione della sicurezza dei database, intesa non solo nell’accezione classica di integrità, atomicità e persistenza ma anche e soprattutto nei termini della continuità operativa, della robustezza e della resistenza rispetto ad eventi anomali.
Dal punto di vista del disaster recovery, ossia della possibilità di ripristinare i servizi vitali a fronte di situazioni decisamente avverse, MySQL si pone in linea con gli standard internazionali di riferimento (si pensi, ad esempio, alla ISO/IEC 27001) mettendo a disposizioni funzioni per la replica “off-site” (ossia presso data center remoti), per la gestione di backup completi e incrementali anche “in-site” (presso il CED di produzione) e per il cosiddetto ripristino “point-intime” (conosciuto anche con l’acronimo PITR), che permette di riportare l’intero sistema nello stato in cui si trovava in uno specifico intervallo temporale.
Particolarmente avanzati sono, inoltre, i servizi connessi alla crittografia che rappresenta una delle tecniche maggiormente critiche per garantire un adeguato livello di presidio dei dati, con particolare riferimento a quelli di natura personale ricadenti nel complesso ed articolato ambito di riferimento della normativa nazionale ed europea sulla privacy. In tale contesto, anche in relazione all’ormai celebre principio dell’“accountability” introdotto dal GDPR, divengono ancora più utili i servizi di MySQL che garantiscono una discreta granularità permettendo di criptare non solo i dati nelle tabelle ma anche i backup, i file di log e le connessioni (attraverso l’uso del protocollo SSL/TLS).
Molto interessante, sotto il profilo della sicurezza, è la presenza di un vero e proprio firewall software che fornisce protezione in tempo reale contro attacchi specificatamente mirati verso i database, con particolare riferimento a tutte quelle situazioni in cui gli input devono essere forniti dagli utenti oppure possono palesarsi alterazioni maliziose nelle “query SQL” o accessi sospetti da parte dei dipendenti dell’organizzazione.
Partendo dalla considerazione che attraverso un database sia possibile rubare rapidamente milioni di record contenenti informazioni personali, finanziarie, sanitarie, giudiziarie, ecc, il db-firewall effettua attività di monitoraggio e difesa in modalità “passiva” (inviando adeguati segnali di allarme) ed “attiva” (bloccando sessioni di lavoro connesse a trame considerate malevole o comunque sospette).
Le potenzialità del modulo NoSQL
Dopo essere divenuto nel corso del tempo il più importante DBMS relazionale open source per numero di download e per installazioni in tutto il mondo, MySQL è riuscito ad avviare, e in gran parte a concretizzare con successo, un affascinante percorso di riconversione e trasformazione che ha condotto alla nascita di un modulo basato sul concetto di “documento” e appartenente alla famiglia dei DBMS noSQL.
In tal modo, il “brand” acquistato da Oracle riesce a potenziare le proprie funzionalità, aggiungendo servizi e strumenti decisamente moderni e in linea con le più evolute tecnologie, ma, allo stesso tempo, apre nuovi scenari nel mondo delle banche dati avvicinando, se non proprio sovrapponendo, due filosofie che fino a poco tempo erano considerate tra loro antitetiche.
Gli elementi che maggiormente caratterizzano il “Document Store”, infatti, sono riconducibili alla capacità di armonizzare in unico prodotto le potenzialità tipiche dei database relazionali con quelle innovative e dirompenti delle cosiddette banche dati “schema-less”.
Si pensi, ad esempio, al fatto che, mentre molti database NoSQL presentino notevoli criticità in merito alla persistenza dei dati o alla coerenza delle informazioni, il nuovo modulo di MySQL, basandosi sul motore “InnoDb” descritto in precedenza, garantisce l’utilizzo di transazioni “ACID”, ossia in grado di assicurare l’atomicità, la coerenza, l’isolamento e la durabilità, in analogia con quanto si rinviene nei database SQL.
L’obiettivo di fondo è, pertanto, esaltare le caratteristiche positive connesse ai database non relazionali, come quella ad esempio di permettere l’accesso ai documenti in forma semplificata e veloce, senza rinunciare alla solidità ed alla forza dei tradizionali “DB Engine”.
Il “Document Store” di MySQL, ad esempio, permette di utilizzare le operazioni tipicamente connesse alla gestione di documenti, riconducibili all’ormai celebre acronimo “CRUD”, ossia alle funzioni “Create”, “Read”, “Update” e “Delete” (traducibili in “Creazione”, “Lettura”, “Aggiornamento” e “Cancellazione”) ma, allo stesso tempo, prevede anche la possibilità di effettuare “query SQL” con lo scopo di sfruttare la potenza e l’espressività di un linguaggio maturo ed estremamente conosciuto agli addetti ai lavori.
Il nuovo modulo, inoltre, è stato pensato anche per rispondere ad alcune limitazioni dei principali concorrenti e attingere utenti dal sempre più vasto bacino degli utilizzatori dei database noSQL: non è un caso, infatti, che il limite di 16 MB imposto dal popolare competitor non relazionale “MongoDb” sia stato superato per consentire di gestire documenti di elevate dimensioni.
Conclusioni
Nel variegato e multiforme universo dei DBMS, MySQL rappresenta non solo un esempio eclatante di successo, tanto da essere diventato nel corso degli anni un vero e proprio caso di studio, ma anche un punto di riferimento che, negli ultimi decenni, ha saputo adattarsi all’evoluzione della tecnologia e alle mutate esigenze degli utenti per innovarsi e trasformarsi in un framework sempre più ampio, potente, scalabile e funzionale.
Partito come un gestore di database relazionali totalmente open source, è gradualmente arrivato a proporsi come un prodotto a “doppia licenza” in grado di coniugare e far convivere la solidità dei motori basati sull’SQL con l’innovatività delle soluzioni “schema-less”.
Non è stato certamente casuale, in tale contesto, l’acquisizione da parte di un colosso come Oracle che proprio sui database ha costruito la propria fortuna e che ha saputo captare in tempo utile i “segnali deboli” derivanti da un prodotto già famoso ma ancora “acerbo”, trasformandolo in un vero e proprio standard universale.
La sempre crescente diffusione del prodotto ha certamente favorito lo sviluppo di nuove e importanti componenti che, come il nuovo db-engine “Innodb”, hanno decisamente contribuito a consacrare MySQL nell’élite dei database tanto da condurlo a occupare la seconda posizione nella speciale classifica dei DBMS più utilizzati, alle spalle (non a caso) del prodotto di punta della casa madre (Oracle Database, giunto alla versione 19c).
Tra i punti di forza più rappresentativi si ricordano la flessibilità, la scalabilità e i costi estremamente competitivi che, come dimostrato da uno studio riportato sul portale ufficiale del DBMS, potrebbero consentire alle aziende risparmi addirittura superiori al 90% rispetto a prodotti similari proposti da alcuni dei più famosi concorrenti.
Non deve, inoltre, essere sottovalutata l’attenzione verso la sicurezza e l’integrità dei dati memorizzati nelle proprie tabelle che è difesa attraverso una serie di strumenti altamente efficienti, tra i quali merita una menzione particolare il DB-firewall, in grado di aggiungere uno strato di salvaguardia complementare e specialistico all’architettura di protezione dell’intero sistema.
Il vero punto di svolta che ha, di fatto, lanciato MySQL anche nel mercato emergente e tumultuoso dei database di nuova generazione, è, infine, rappresentato dall’introduzione di un modulo, il “Document Store”, in grado di gestire aggregazioni di dati non basate su schemi e tabelle ma su documenti flessibili, dinamici e, soprattutto, maggiormente adeguati a rispondere alle mutate esigenze delle applicazioni e degli utenti finali.
