Apache Cassandra: banco de dados não relacional

Para apreciar totalmente o Apache Cassandra e o que ele pode fazer, é útil primeiro entender os bancos de dados NoSQL e depois examinar mais especificamente a arquitetura e os recursos do Cassandra. Isso fornece uma boa introdução ao sistema, para que você possa determinar se ele é adequado para o seu negócio.

Apache Cassandra é um sistema de gerenciamento de banco de dados distribuído desenvolvido para lidar com grandes quantidades de dados em vários data centers e na nuvem. Suas principais características são:

Escrito em Java, é um banco de dados NoSQL que oferece muitas coisas que outros bancos de dados NoSQL e relacionais não podem.

Cassandra foi originalmente desenvolvida no Facebook para seu recurso de pesquisa na caixa de entrada. O Facebook tornou-o open source em 2008, e Cassandra tornou-se parte da incubadora Apache em 2009. No início de 2010, é um projeto Apache de primeira linha. Atualmente é uma parte fundamental da Apache Software Foundation e pode ser usado por qualquer pessoa que queira se beneficiar dele.

Cassandra se destaca entre os sistemas de banco de dados e oferece algumas vantagens em relação a outros sistemas. Sua capacidade de lidar com grandes volumes o torna especialmente benéfico para grandes corporações. Portanto, é atualmente utilizado por muitas grandes empresas, como Apple, Facebook, Instagram, Uber, Spotify, Twitter, Cisco, Rackspace, eBay e Netflix.

Um banco de dados NoSQL, geralmente chamado de “não apenas SQL”, é aquele que armazena e recupera dados sem exigir que sejam armazenados em formato tabular. Ao contrário dos bancos de dados relacionais, que requerem um formato tabular, os bancos de dados NoSQL permitem dados não estruturados. Este tipo de banco de dados oferece:

Os bancos de dados NoSQL não requerem um esquema fixo, permitindo fácil replicação. Com sua API simples, gosto do Cassandra por sua consistência geral e capacidade de lidar com grandes quantidades de dados.

Dito isto, a utilização deste tipo de base de dados tem os seus prós e contras. Embora os bancos de dados NoSQL ofereçam muitas vantagens, eles também apresentam desvantagens. Em geral, bancos de dados NoSQL:

No entanto, eles são eficazes com grandes quantidades de dados e oferecem escalonamento horizontal fácil, tornando esse tipo de sistema adequado para muitas grandes empresas. Alguns dos bancos de dados NoSQL mais populares e poderosos são:

Cassandra é um dos bancos de dados NoSQL mais eficientes e usados. Uma das principais vantagens deste sistema é que oferece um serviço altamente disponível sem um único ponto de falha. Isso é fundamental para empresas que podem se dar ao luxo de travar o sistema ou perder dados. Sem nenhum ponto único de falha, oferece acesso e disponibilidade verdadeiramente constantes.

Outra vantagem importante do Cassandra é o enorme volume de dados que o sistema pode manipular. Ele pode lidar de forma eficaz e eficiente com grandes quantidades de dados em vários servidores. Além disso, é capaz de gravar rapidamente grandes quantidades de dados sem afetar a eficiência da leitura. Cassandra oferece aos usuários “gravações incrivelmente rápidas”, e a velocidade ou a precisão não são afetadas por grandes volumes de dados. É tão rápido e preciso para grandes volumes de dados quanto para volumes menores.

Outra razão pela qual tantas empresas usam Cassandra é a sua escalabilidade horizontal. Sua estrutura permite que os usuários lidem com aumentos repentinos na demanda, permitindo que os usuários simplesmente adicionem mais hardware para acomodar clientes e dados adicionais. Isso facilita o dimensionamento sem a necessidade de grandes paradas ou ajustes. Além disso, sua escalabilidade linear é uma das coisas que ajuda a manter o tempo de resposta rápido do sistema.

Outras vantagens do Cassandra são

Claramente, o Apache Cassandra oferece alguns benefícios discretos que outros bancos de dados NoSQL e relacionais não podem. Com disponibilidade contínua, simplicidade operacional, fácil distribuição de dados em vários data centers e capacidade de lidar com grandes quantidades de volume, é o banco de dados preferido de muitas empresas.

Apache Cassandra é um sistema ponto a ponto. Seu design de distribuição é baseado no DynamoDB da Amazon e seu modelo de dados no Big Table do Google.

A arquitetura básica consiste em um cluster de nós, cada um dos quais pode aceitar uma solicitação de leitura ou gravação. Este é um aspecto fundamental de sua arquitetura, pois não existem nós mestres. Em vez disso, todos os nós se comunicam igualmente.

Embora os nós sejam o local específico onde os dados residem em um cluster, o cluster é todo o conjunto de data centers onde todos os dados são armazenados para processamento. Os nós relacionados são agrupados em data centers. Este tipo de estrutura é construída para ser escalável e quando for necessário espaço adicional, nós podem simplesmente ser adicionados. O resultado é que o sistema é fácil de escalar, construído para volume e feito para lidar com usuários simultâneos em todo o sistema.

Sua estrutura também permite a proteção de dados. Para ajudar a garantir a integridade dos dados, Cassandra possui um log de commit. Este é um método de backup e todos os dados são gravados no log de confirmação para garantir que os dados não sejam perdidos. Os dados são então indexados e gravados em uma tabela de memória. A memtable é simplesmente uma estrutura de dados na memória na qual Cassandra grava. Existe uma memtable ativa por tabela.

Quando as memtables atingem seu limite, elas são descarregadas no disco e convertidas em SSTables imutáveis. Mais simplesmente, isso significa que quando o log de commit está cheio, ele aciona uma liberação na qual o conteúdo das memtables é gravado em SSTables. O log de commit é um aspecto importante da arquitetura Cassandra porque fornece um método à prova de falhas para proteger dados e fornecer integridade de dados.

Se você precisa armazenar e gerenciar grandes quantidades de dados em vários servidores, o Cassandra pode ser uma boa solução para o seu negócio. É ideal para empresas que:

Além disso, é fácil de usar e dimensionar, o que o torna ideal para empresas em constante crescimento.

Basicamente, a estrutura Apache Cassandra é “construída para escala” e pode lidar com grandes quantidades de dados e usuários simultâneos em um sistema. Permite que grandes empresas armazenem grandes quantidades de dados em um sistema descentralizado. Porém, apesar da descentralização, ainda permite que os usuários tenham controle e acesso aos dados.

Além disso, os dados estão sempre acessíveis. Sem nenhum ponto único de falha, o sistema oferece disponibilidade verdadeira e contínua, evitando tempo de inatividade e perda de dados. Além disso, como você pode escalar simplesmente adicionando novos nós, o tempo de atividade é constante e não há necessidade de desligar o sistema para acomodar mais clientes ou mais dados. Dadas essas vantagens, não é de admirar que tantas grandes empresas utilizem o Apache Cassandra.