Apache Cassandra: Base de datos no relacional

Para apreciar completamente Apache Cassandra y lo que puede hacer, es útil entender primero las bases de datos NoSQL y luego mirar más específicamente la arquitectura y las capacidades de Cassandra. Hacerlo así proporciona una buena introducción al sistema, para que puedas determinar si es adecuado para tu negocio.

Apache Cassandra es un sistema de gestión de bases de datos distribuidas que está construido para manejar grandes cantidades de datos en múltiples centros de datos y en la nube. Sus principales características son:

Escrita en Java, es una base de datos NoSQL que ofrece muchas cosas que otras bases de datos NoSQL y relacionales no pueden.

Cassandra se desarrolló originalmente en Facebook para su función de búsqueda en la bandeja de entrada. Facebook lo puso en código abierto en 2008, y Cassandra pasó a formar parte de la incubadora de Apache en 2009. Desde principios de 2010, es un proyecto Apache de primer nivel. Actualmente es una parte clave de la Apache Software Foundation y puede ser utilizada por cualquiera que quiera beneficiarse de ella.

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Cassandra destaca entre los sistemas de bases de datos y ofrece algunas ventajas sobre otros sistemas. Su capacidad para manejar grandes volúmenes lo hace especialmente beneficioso para las grandes corporaciones. Por ello, actualmente lo utilizan muchas grandes empresas, como Apple, Facebook, Instagram, Uber, Spotify, Twitter, Cisco, Rackspace, eBay y Netflix.

Una base de datos NoSQL, a menudo denominada "no sólo SQL", es aquella que almacena y recupera datos sin requerir que éstos se almacenen en formato tabular. A diferencia de las bases de datos relacionales, que requieren un formato tabular, las bases de datos NoSQL permiten datos no estructurados. Este tipo de base de datos ofrece:

Las bases de datos NoSQL no requieren un esquema fijo, lo que permite una fácil replicación. Con su sencilla API, me gusta Cassandra por su coherencia general y su capacidad para manejar grandes cantidades de datos.

Dicho esto, el uso de este tipo de bases de datos tiene sus pros y sus contras. Aunque las bases de datos NoSQL ofrecen muchas ventajas, también tienen inconvenientes. En general, las bases de datos NoSQL:

Sin embargo, son eficaces con grandes cantidades de datos y ofrecen un escalado fácil y horizontal, lo que hace que este tipo de sistema sea adecuado para muchas grandes empresas. Algunas de las bases de datos NoSQL más populares y eficaces son:

Cassandra es una de las bases de datos NoSQL más eficientes y utilizadas. Una de las principales ventajas de este sistema es que ofrece un servicio de alta disponibilidad y sin un único punto de fallo. Esto es clave para las empresas que pueden permitirse que su sistema se caiga o pierda datos. Al no tener un único punto de fallo, ofrece un acceso y una disponibilidad realmente constantes.

Otra ventaja clave de Cassandra es el enorme volumen de datos que puede manejar el sistema. Puede manejar con eficacia y eficiencia enormes cantidades de datos en múltiples servidores. Además, es capaz de escribir rápidamente enormes cantidades de datos sin que ello afecte a la eficacia de la lectura. Cassandra ofrece a los usuarios "escrituras increíblemente rápidas", y la velocidad o la precisión no se ven afectadas por los grandes volúmenes de datos. Es tan rápido y preciso para grandes volúmenes de datos como para volúmenes más pequeños.

Otra razón por la que tantas empresas utilizan Cassandra es su escalabilidad horizontal. Su estructura permite a los usuarios hacer frente a aumentos repentinos de la demanda, ya que permite a los usuarios simplemente añadir más hardware para dar cabida a clientes y datos adicionales. Esto hace que sea fácil escalar sin necesidad de paradas o ajustes importantes. Además, su escalabilidad lineal es una de las cosas que ayuda a mantener el rápido tiempo de respuesta del sistema.

Otras ventajas de Cassandra son

Claramente, Apache Cassandra ofrece algunos beneficios discretos que otras bases de datos NoSQL y relacionales no pueden. Con una disponibilidad continua, simplicidad operativa, fácil distribución de datos a través de múltiples centros de datos y una capacidad para manejar cantidades masivas de volumen, es la base de datos elegida por muchas empresas.

Apache Cassandra es un sistema peer-to-peer. Su diseño de distribución se basa en DynamoDB de Amazon y su modelo de datos en Big Table de Google.

La arquitectura básica consiste en un clúster de nodos, todos y cada uno de los cuales pueden aceptar una solicitud de lectura o escritura. Este es un aspecto clave de su arquitectura, ya que no hay nodos maestros. En su lugar, todos los nodos se comunican por igual.

Mientras que los nodos son la ubicación específica donde viven los datos en un clúster, el clúster es el conjunto completo de centros de datos donde se almacenan todos los datos para su procesamiento. Los nodos relacionados se agrupan en centros de datos. Este tipo de estructura está construida para ser escalable y cuando se necesita espacio adicional, simplemente se pueden añadir nodos. El resultado es que el sistema es fácil de ampliar, está construido para el volumen y está hecho para manejar usuarios concurrentes en todo el sistema.

Su estructura también permite la protección de los datos. Para ayudar a asegurar la integridad de los datos, Cassandra tiene un registro de commit. Se trata de un método de copia de seguridad y todos los datos se escriben en el registro de commit para garantizar que los datos no se pierdan. A continuación, los datos se indexan y se escriben en una tabla de memoria. La memtable es simplemente una estructura de datos en la memoria donde Cassandra escribe. Hay una memtable activa por tabla.

Cuando las memtables alcanzan su umbral, se vacían en un disco y se convierten en SSTables inmutables. Más sencillamente, esto significa que cuando el registro de commit está lleno, desencadena un flush en el que el contenido de las memtables se escribe en SSTables. El registro de commit es un aspecto importante de la arquitectura de Cassandra porque ofrece un método a prueba de fallos para proteger los datos y proporcionar integridad a los mismos.

Si necesita almacenar y gestionar grandes cantidades de datos en muchos servidores, Cassandra podría ser una buena solución para su negocio. Es ideal para las empresas que:

Además, es fácil de usar y de escalar, por lo que es ideal para empresas que crecen constantemente.

En esencia, la estructura de Apache Cassandra está "construida para la escala" y puede manejar grandes cantidades de datos y usuarios concurrentes en un sistema. Permite a las grandes empresas almacenar grandes cantidades de datos en un sistema descentralizado. Sin embargo, a pesar de la descentralización, sigue permitiendo que los usuarios tengan control y acceso a los datos.

Además, los datos están siempre accesibles. Al no haber un solo punto de fallo, el sistema ofrece una verdadera disponibilidad continua, evitando el tiempo de inactividad y la pérdida de datos. Además, como se puede escalar simplemente añadiendo nuevos nodos, el tiempo de actividad es constante y no es necesario apagar el sistema para dar cabida a más clientes o más datos. Dadas estas ventajas, no es de extrañar que tantas empresas importantes utilicen Apache Cassandra.