1. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
Daniel Kirstenpfad / sones
CTO / Founder
www.sones.com - @sones
GraphDB in der Wolke

2. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
In den letzten 35 Jahren waren Informationen
strukturiert und in Tabellenform in
geschlossenen Datenbanken-Silos eingesperrt.
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3. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
Relationale Datenmodelle und damit SQL sind
ein limitierender Faktor (Performance,
Komplexität) für hochverknüpfte Daten.
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== Graph Daten

4. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
Applikationen können
auf unbekannte
relationale Daten
nicht zugreifen, sie
nicht verstehen und
verarbeiten.
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Datenbank 1 Datenbank 2
Applikation 1 Applikation 2
? ?

5. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 15
Bob
ID = 2
Alter = 32
Alice
ID = 1
Alter = 21
Vertex
Edge
Freunde
seit = 2007/05/20
bis = 2010/11/04
Edge-
Properties Vertex-
Properties
Property Graph

6. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 16
ID 1
TYPE Person
REVISION 20101104…
Name Alice
Alter 21
Partner
Feinde
Lieblingsfarbe Rot, Grün
Adresse.Straße Eugen-Richter-Straße
Adresse.Stadt Erfurt
Bob
ID = 2
Alter = 32
Mallory
ID = 3
Alter = 33
Direkte
Verknüpfung
ohne externen
Index
Edge-Properties
Property Graph

7. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
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ID ID 1
rdf:type TYPE Person
sones:revId REVISION 20101104…
foaf:name Name Alice
foaf:age Alter 21
sones:person Partner
s:set<person> Feinde
List<string> Lieblingsfarbe Rot, Grün
gn:street Adresse.Straße Eugen-Richter…
gn:town Adresse.Stadt Erfurt
Bob
ID = 2
Alter = 32
Mallory
ID = 3
Alter = 33
Oscar
• Eindeutige Identifikationsmöglichkeit
• Benannte Verknüpfungen
• Eng Angelehnt an RDF Molecules
Property Graph

8. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
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REST
Hypermedia
GraphDB
• Kanten und Knoten sind Resourcen
• Zugriff über
http://test.com/vertices/[$id]
• CRUD Operationen (GET, POST, PUT…)
• Atomizität
• Statusfrei
• Idempotenz
• Parallel
• Repräsentation muss mit Links
umgehen können
• z.B. XML+XLINK, ATOM,…
• Repräsentation sollte
selbstbeschreibend sein
Property Graph

9. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
von relationalen Schemata..
Relationale Schemata sind unflexibel
– teure ALTER TABLE Operationen
– Entity-Attribute-Value Modell RDF
– keine semi-/unstrukturierten Daten
• XML, JSON, … Hierarchien, Graphen, Binärdaten
– keine Attribut Mengen
• LIST<String>, SET<Integer>, SET<Person>
– keine einfache Möglichkeit für versionierte Daten
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10. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
Anti-Patterns
Relationen über foreign-key-constraints
– kein explizites Konzept für Relationen
– keine Indexfreien Zugriffe (Adjazenz)
Relationale Daten über JOINs anzufragen = komplex
– nur Speichern war noch nie die Herausforderung
keine rekursiven JOINs
– Ineffiziente Query Abarbeitung
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11. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
Ist SQL „cloud-ready“ ?
Keine explizite Skalierung oder Partitionierung
innerhalb des relationalen Datenmodells
Keine JOINs zwischen verschiedenen Datenbanken
SQL spielt nicht gut mit state-of-the-art Web
Technologien zusammen
– HTTP/REST, Hypermedia, Semantic Web
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12. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
Vorteile einer Graphendatenbank
explizites Graph Datenmodell
– höherer Abstraktionsgrad
– besseres Verständnis des Domänenmodells
Konsistenzkriterien und Indices
– einfache Attribute bis zu komplexen Graphenstrukturen
Verknüpfte Informationen traversieren
kürzeste Pfade finden
semantische Partitionierung von Daten
Gute Integration in state-of-the-art Programmierkonzepte und
Webtechnologien
Empfehlungssysteme und Datenerforschung von potentiell
interessanten verknüpften Informationen
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persönlich sozial Gegenstände

13. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
sones GraphDB
URL http://www.sones.com
Lizenz AGPLv3 und proprietär kommerziell
Sprache C# 4.0 / .NET 4.0
Ziele Management von verknüpften Daten
Concurrency MVCC
Replikation Peer 2 Peer
Persistenz proprietäres Dateisystem
Cloud Microsoft Windows Azure
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14. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
Azure Cloud Deployment
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DEMO

15. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
sones Architekturübersicht
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GraphDS
REST, WebShell, C# API
GraphDB
GQL, Graph Traversals, Indices
GraphFS
Objekt Management, Objekt (De-)Serialisierung
Host File System / Microsoft Azure

16. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
sones Architekturübersicht
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Speichermedium
Lokales Dateisystem
Netzspeicher / Cloud Storage
(Windows Azure)
In-Memory
GraphFS
Objektmanagement Objekt (De-)Serialisierung
GraphDB
Anfragesprache Typmanagement Knotenmanagement Operative Logik
Index (Dictionary,
B+Tree)
GraphDS
REST WebShell WebDAV C# API Java API

17. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
Skalierung
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User
GraphDS 1
GraphDS 2
GraphDB 2
GraphDB 1
GraphFS 2
GraphFS 1

18. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
sones Property-Hypergraph
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Person Freund Bob
ID = 2
Alter = 23
seit = 2009/09/21
Person Freund Carol
ID = 3
Alter = 20
seit = 2010/04/11
SET<Person> Freunde
SetMaxNumber = 12
Alice
ID = 1
Alter = 21
Hyperedge-Properties
Hyperedge
Edge
Virtual -Edge

19. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
sones Property-Hypergraph
Properties können auch Code (als Daten) enthalten
– wie Stored Procedures
– C#: Func<…>, ExpressionTrees
Hyperedge erlaubt Berechnungen entlang einer Reihe von
Edges
– GetMinWeight
– SetMaxNumber
– …
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20. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
sones Graph Query Language
20
FROM Person SELECT Person.Freunde.Freunde.Name
„SQL for Graphen“
intuitive DSL für Ad-Hoc queries
ermöglicht benutzerfreundliche Abfragen
Funktionen und Aggregate sind typsicher und
können durch eigene Plug-Ins erweitert werden
– SELECT COUNT(Person.Freunde)
– SELECT Person.Freunde.Random(2)
– SELECT Person.Freunde.Name.Substring(2,5)

21. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
sones Graph Query Language
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CREATE VERTEX Person
ADD ATTRIBUTES (String Name, SET<Person> Freunde)
INDICES (Name)
MANDATORY (Name)
INSERT INTO Person VALUES (Name = "Alice")
INSERT INTO Person VALUES (Name = "Bob")
LINK Person(Name = ‘Alice') VIA Freunde TO Person(Name = ‘Bob')
LINK Person(Name = ‘Bob') VIA Freunde TO Person(Name = ‘Alice‘)

22. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
Graph Query Language
22
DEMO

23. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
sones C# API
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var _Person = _GraphDB.TypeManager.
CreateVertex(„Person“).
AddString(„Name“, mandatory: true, indexed: true).
AddLoop(„Freunde”, hyperEdge: true).
execute();
Type _PersonT = _GraphDB.TypeManager.
GenerateType(_Person);

24. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
sones C# API
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Person _Alice = _GraphDB.TypeManager.ActivateVertex(
_Person, new VertexUUID(1));
_Alice.Name = „Alice“;
dynamic _Alice2 = _Alice;
_Alice.Alter = 21;
_Alice.bdayparty = (Action) (() => { _Alice.Age++; });
_Alice.bdayparty();

25. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
sones C# API
25
var _Freunde = new GraphAttribute(„Freunde“, Type:„foaf:knows“);
var _Bob = _GraphDB.TypeManager.ActivateVertex(
_Person, new VertexUUID(2));
_Alice.Link(_Freunde, _Bob);
_Bob.Link(_Freunde, _Alice);

26. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 1
sones C# API
26
Public T TraverseVertex<T> (
IVertex myStartVertex,
TraversalOperation TraversalOperation =
TraversalOperation.BreathFirst,
Func<IVertex, IEdge, Boolean> myFollowThisEdge = null,
Func<IVertex, Boolean> myMatchEvaluator = null,
Action<IVertex> myMatchAction = null,
Func<TraversalState, Boolean> myStopEvaluator = null,
Func<IEnumerable<IVertex>, T> myWhenFinished = null)
{
// Traverse the graph
}

27. Confidential sones GmbH| 11/30/2010 127
Alexander Oelling
Founder / Business Dev.
alex@sones.com
Xing: Alexander_Oelling
Daniel Kirstenpfad
Founder / CTO
daniel@sones.com
Xing: Daniel_Kirstenpfad
sones GmbH
Eugen-Richter-Strasse 44
99085 Erfurt
+49-361-3026250
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