Persistência nas Nuvens com NoSQL

Persistência nas Nuvens com NoSQL Rodrigo Hjort [email_address]

Quem aqui usa banco de dados?

Por que precisamos de SQL?

Onde usamos SQL (i.e. ACID)?

MAS...

Universo digital em expansão Fonte: IDC White Paper, "The Diverse and Exploding Digital Universe", 2008.

Aplicações web modernas

Escalabilidade vertical é complicada e/ou cara!

Os modelos transacionais
ACID pessimista, forçando consistência ao final de cada operação
BASE otimista, aceitando que a consistência esteja em um “estado de fluxo”
http://queue.acm.org/detail.cfm?id=1394128 Possibilita a escalabilidade horizontal...

NoSQL = Not Only SQL http://nosql-database.org/ distribuídos não relacionais horizontalmente escaláveis esquemas flexíveis replicáveis APIs simples

NoSQL nas Nuvens escalabilidade flexibilidade performance disponibilidade

Zoologia dos bancos NoSQL Wide Column Store / Column Families Key-Value Store Document Store Azure Storage Services

MAS...

Você precisa escolher 2!
Teorema de Brewer: CAP
Consistência : visão única para os clientes
Disponibilidade : toda operação tem uma resposta
Partição : sistema continua operante mesmo enfrentando partições na rede
Consistência Consistency Disponibilidade Availability Partição Partition Tolerance

Breve explicação do CAP um dia ensolarado... partições de rede!

I. Consistência e Disponibilidade
Limitações na escalabilidade (leitura e escrita)
C A

II. Consistência e Partição
Completamente inacessível se qualquer um dos nós estiver fora!
C P

III. Disponibilidade e Partição
Nem sempre lê a informação mais recente: futuramente consistente
A P

“ A high performance, scalable, distributed storage and processing system for structured and unstructured data.”

Cassandra: um breve histórico Bigtable Dynamo

Um novo modelo de dados Agrupamento de famílias de colunas (~banco de dados) Agrupamento de colunas (~tabela) com ordenação fixada Chave que representa uma linha de colunas (~chave primária) Representação de um valor, com:
Nome (Name)
Valor (Value)
Timestamp
Keyspace Column Family (Row) Key Column

As famílias de colunas

Exemplo: modelagem do Twitter Users Following Followers @paul segue @brigitte desde 22/08/2010 john fullname: John Doe password: swordfish joindate: 20091115 paul fullname: Paul Lane password: thepass joindate: 20091129 john paul: 20091204 brigitte: 20100815 paul john: 20091205 debora: 20100729 brigitte: 20100822 john tom: 20091128 paul: 20091205 brigitte john: 20100815 paul: 20100822

Exemplo: modelagem do Twitter Statuses (Tweets) Timeline Userline Tweets do @john Tweets dos usuários que o @paul segue data/hora tweet 12345 user: john body: Nuvem privada do @serpro! retweets: 123 12346 user: brigitte john 20100116083155: 12346 paul 20100116083002: 12345 20100116083155: 12346 john 20100116083002: 12345 20100118235914: 23457 brigitte 20100116083155: 12346 tweet body: Acabei de #acordar. tags acordar: 1

“It took two weeks to perform ALTER TABLE on the statuses [tweets] table.” – Twitter

Particionamento e replicação Fixed Circular Space (Ring) Virtual Nodes Consistent Hashing (MD5)
N=3
h(key2)
0
1
1/2
F
E
D
C
B
A
h(key1)

Ajuste de parâmetros (N, R, W)
Consistência versus Escalabilidade
Ajuste por requisição (R, W)
Zero
One
Quorum: N / 2 + 1
All
N: réplicas
R + W > N
Read repair
ack cliente réplica réplica réplica coordenador

Filiação cluster / detecção falha Gossip-Based Protocol

Relacional versus NoSQL Dados do benchmark
Base com 50 GB de dados
MySQL
leitura: ~350 ms
escrita: ~300 ms
Cassandra
leitura: ~15 ms
escrita: ~0,12 ms
Leitura 23x mais rápida! Escrita 2500x mais rápida!

Escrita é mais rápida que leitura?!

“ NoSQL adoption is inevitable because, just as in every other walk of life, there are different tools for different jobs” – Stephen O'Graddy (RedMonk) Rodrigo Hjort [email_address] http://agajorte.blogspot.com

http://www.hjort.co	114
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Persistência nas Nuvens com NoSQL

by Rodrigo Hjort on Jun 06, 2011

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