DBMS relasional memiliki batasan "one size fits all". Motivasi sistem NoSQL adalah skalabilitas dan ketersediaan DBMS awal terbatas dan trade off antara konsistensi kuat dengan skalabilitas berdasarkan teorema CAP.
NoSQL berarti "Not Only SQL". Sistem NoSQL adalah penyimpanan data khusus untuk data web dan cloud. Sistem ini menekankan skalabilitas, toleransi kesalahan, dan ketersediaan, terkadang dengan mengorbankan konsistensi.
Jenis NoSQL: key-value stores, document stores, wide column stores, graph databases, dan hybrid databases (multimodel atau NewSQL). Teknologi ini telah memberikan layanan kaya untuk membangun aplikasi cloud yang diskalakan dengan kinerja tinggi.
1. Key-Value Stores
Data direpresentasikan sebagai pasangan key-value. Tidak ada skema. Menyediakan operasi dasar seperti put, get, delete. Contoh: Amazon DynamoDB.
DynamoDB menggunakan tabel hash terdistribusi. Setiap item adalah daftar pasangan atribut-nilai. Item dianalogikan dengan baris dalam tabel relasional. DynamoDB mengorbankan konsistensi untuk skalabilitas dan ketersediaan.
2. Document Stores
Key-value stores tingkat lanjut. Key dipetakan ke document (JSON, XML). Dokumen dikelompokkan ke dalam koleksi. Contoh: MongoDB.
MongoDB menyimpan data as document dalam BSON. Menyediakan bahasa kueri JSON, indeks dan transaksi ACID. Mendukung berbagai skema partisi dan klasterisasi untuk skalabilitas.
3. Wide Column Stores
Menggabungkan DBMS relasional dengan fleksibilitas key-value store. Baris memiliki beberapa kolom bernama, tapi kolom bisa lebar dan berisi beberapa pasangan key-value. Contoh: Google Bigtable.
Bigtable digunakan oleh aplikasi Google. Menggunakan model data yang menyerupai relasional dengan kolom multinilai. Bigtable diurutkan berdasarkan kunci baris dan terbagi ke keluarga kolom.
4. Graph DBMS
Mewakili dan menyimpan data sebagai graph, memudahkan kueri graph. Contoh populer Neo4j, sistem open source dengan model data graph, bahasa kueri Cypher, transaksi ACID dan dukungan klasterisasi.
5. Hybrid Data Stores
Multimodel NoSQL: menggabungkan beberapa model NoSQL dalam satu sistem, contoh OrientDB.
NewSQL: menggabungkan skalabilitas NoSQL dengan kemampuan DBMS relasional, contoh Google F1.
6. Polystores
Menyediakan akses terintegrasi ke beberapa penyimpanan data cloud melalui satu bahasa kueri. Jenis: loosely coupled, tightly coupled, hybrid. Contoh: BigIntegrator, Polybase, Spark SQL.