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¿NoSQL? ¿Qué es?
Introducción a NoSQL y a Apache Cassandra
Índice
• Introducción a NoSQL
• ¿Qué es Cassandra?
• Arquitectura
• Modelado de datos
• Otras consideraciones
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Introducción a NoSQL
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➔ Un conjunto de bases de datos NO relacionales donde SQL ya no es
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¿Por qué un sistema NoSQL?
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Clasificación de los sistemas NoSQL
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Desnormalización
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Desnormalización
Relaciones 1:1
➔Se pone todo en el mismo esquema de almacenamiento
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Desnormalización
Relaciones 1:N o N:N
➔Varias opciones:
● Tablas distintas claves
○ Ej: Usuarios, ide...
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¿Qué es Cassandra?
➔Sistema NoSQL, distribuido y preparado para Big Data
➔Software libre (Apache Software Foundation)
APAC...
¿Qué es Cassandra?
APACHE
CASSANDRA
➔Emplea nodos iguales formando anillos
➔Distribuye los datos mediante función hash
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➔Distribuye los datos mediante función hash
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APACHE
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➔Emplea familias de columnas (Big Table + Dynamo)
➔CQL es el lenguaje de consultas
➔Co...
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APACHE
CASSANDRA
➔Soporta múltiples centros de datos
➔Compatible con Hadoop y Spark, entre otros.
¿Qué es Cassandra?
➔Algunas compañías que usan Cassandra
¿Qué es Cassandra?
➔Novedades en la versión 3.0
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¿Qué es Cassandra?
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● Soporte de JSON
● Índice globales
● Funciones definidas por el usuario
●...
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• Modelado de datos
• Otras consideraciones
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• Arquitectura
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Arquitectura
➔Nodos iguales, con el mismo tratamiento
➔No hay jerarquía (nada de arquitectura Maestro/Esclavo)
Arquitectura
➔Las filas se distribuyen mediante una función hash
➔Cada nodo es responsable de un rango de claves hash
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Arquitectura
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➔Protocolo de comunicación Gossip (cotilleos)
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Arquitectura
➔Cliente puede contactar con cualquier nodo (coordinador)
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Arquitectura
➔Cliente puede contactar con cualquier nodo (coordinador)
➔Coordinador contacta con los nodos involucrados re...
Arquitectura
➔Consistencia Eventual
Arquitectura
➔Cómo Cassandra almacena la información
Índice
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Modelado de datos
CQL 3.0
➔CQL = Cassandra Query Language
➔No tiene nada que ver con SQL (solo se le parece)
➔Ayuda a los ...
Modelado de datos
CQL 3.0
CREATE KEYSPACE demo
WITH REPLICATION = { ‘class’ = ‘SimpleStrategy’, ‘replication_factor’ = 3 }...
Modelado de datos
CQL 3.0
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WITH REPLICATION = { ‘class’ = ‘SimpleStrategy’, ‘replication_factor’ = 3 }...
Modelado de datos
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SELECT * FROM demo.tweets_by_user
WHERE use...
Modelado de datos
➔Conocer tus datos
➔Conocer tus consultas
➔Conocer el “workflow” del sistema
➔¡Optimización!
● Tamaño de...
Modelado de datos
➔¿Cómo modelar?
● Almacena los términos de la consulta
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● Replica la información
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Modelado de datos
Ejemplo
Descripción de los datos
➔ Hay espacios, edificios o zonas abiertas, que no se solapan y
contien...
Modelado de datos
ESPACIO SENSOR MEDIDAtiene toma
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Nombre
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Descripción
ID
Localización
Características
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Modelado de datos
Ejemplo
Consultas de la aplicación
➔ C1: Listar todos los espacios, ordenado por el nombre (ASC).
➔ C2: ...
Modelado de datos
C2
Ejemplo
➔ C1: Listar todos los espacios, ordenado por el nombre (ASC).
➔ C2: Encontrar la media de me...
Preguntas
Stratebi: Quiénes somos
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Introduccion a Cassandra

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Introduccion a Cassandra

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Introduccion a Cassandra

  1. 1. ¿NoSQL? ¿Qué es? Introducción a NoSQL y a Apache Cassandra
  2. 2. Índice • Introducción a NoSQL • ¿Qué es Cassandra? • Arquitectura • Modelado de datos • Otras consideraciones
  3. 3. Índice • Introducción a NoSQL • ¿Qué es Cassandra? • Arquitectura • Modelado de datos • Otras consideraciones
  4. 4. Introducción a NoSQL ¿Qué es NoSQL? ➔ Un conjunto de bases de datos NO relacionales donde SQL ya no es el único lenguaje de consulta ➔ Son sistemas distribuidos, almacenan información de forma no estructurada o semiestructurada ➔ Emplean lenguajes de consultas distintos ➔ Son soluciones independientes desarrolladas por distintas compañías ➔ No permiten hacer JOINs ➔ No garantizan ACID
  5. 5. Introducción a NoSQL Paradigmas de NoSQL ➔Escalabilidad horizontal (levantando nodos), frente a escalabilidad vertical de las RDBMS (aumentando la capacidad de cómputo) ➔Distribución ➔Flexibilidad en las estructuras de datos ➔Alto rendimiento en escenarios donde se producen escrituras/lecturas de forma masiva
  6. 6. Introducción a NoSQL ¿Por qué un sistema NoSQL?
  7. 7. Introducción a NoSQL ¿Por qué un sistema NoSQL?
  8. 8. Introducción a NoSQL Clasificación de los sistemas NoSQL
  9. 9. Introducción a NoSQL Clasificación de los sistemas NoSQL ● Almacenes Clave-Valor ● Almacenes familias de columnas ● Almacenes de documentos ● Almacenes de grafos
  10. 10. Introducción a NoSQL ¿Qué sistema NoSQL elegir?
  11. 11. Introducción a NoSQL ¿Qué sistema NoSQL elegir?
  12. 12. Introducción a NoSQL Desnormalización ➔Normalizar acaba con la redundancia de los datos, pero hace más muchísimo más lentas las consultas al tener que acceder a distintos esquemas de almacenamiento. ➔La desnormalización intenta agilizar las búsquedas, porque en NoSQL se almacenan los términos de las consultas.
  13. 13. Introducción a NoSQL
  14. 14. Introducción a NoSQL
  15. 15. Introducción a NoSQL
  16. 16. Introducción a NoSQL
  17. 17. Introducción a NoSQL Desnormalización Relaciones 1:1 ➔Se pone todo en el mismo esquema de almacenamiento 100, Max, Power, 01/01/1985 101, Bender, Bending, 02/01/1990 100, Max, Power, 01/01/1985, Responsable de seguridad 101, Bender, Bending, 02/01/1990, Doblador 100, Responsable de seguridad 101,Doblador PERSONAS PUESTO PERSONAS_por_Puesto
  18. 18. Introducción a NoSQL Desnormalización Relaciones 1:N o N:N ➔Varias opciones: ● Tablas distintas claves ○ Ej: Usuarios, ideas_por_usuario, temas, ideas_por_temas,etc. ● Emplear colecciones (set, list, map)
  19. 19. Índice • Introducción a NoSQL • ¿Qué es Cassandra? • Arquitectura • Modelado de datos • Otras consideraciones
  20. 20. Índice • Introducción a NoSQL • ¿Qué es Cassandra? • Arquitectura • Modelado de datos • Otras consideraciones
  21. 21. ¿Qué es Cassandra? ➔Sistema NoSQL, distribuido y preparado para Big Data ➔Software libre (Apache Software Foundation) APACHE CASSANDRA
  22. 22. ¿Qué es Cassandra? APACHE CASSANDRA ➔Emplea nodos iguales formando anillos ➔Distribuye los datos mediante función hash ➔Escala horizontalmente (P2P)
  23. 23. ¿Qué es Cassandra? ➔Emplea nodos iguales formando anillos ➔Distribuye los datos mediante función hash ➔Escala horizontalmente (P2P)
  24. 24. ¿Qué es Cassandra? APACHE CASSANDRA ➔Emplea familias de columnas (Big Table + Dynamo) ➔CQL es el lenguaje de consultas ➔Consistencia eventual
  25. 25. ¿Qué es Cassandra? APACHE CASSANDRA ➔Soporta múltiples centros de datos ➔Compatible con Hadoop y Spark, entre otros.
  26. 26. ¿Qué es Cassandra? ➔Algunas compañías que usan Cassandra
  27. 27. ¿Qué es Cassandra? ➔Novedades en la versión 3.0
  28. 28. ¿Qué es Cassandra? ➔Novedades en la versión 3.0
  29. 29. ¿Qué es Cassandra? ➔Novedades en la versión 3.0
  30. 30. ¿Qué es Cassandra? ➔Novedades en la versión 3.0
  31. 31. ¿Qué es Cassandra? ➔Novedades en la versión 3.0
  32. 32. ¿Qué es Cassandra? ➔Novedades en la versión 3.0 ● Soporte de JSON ● Índice globales ● Funciones definidas por el usuario ● Mejoras rendimiento (commitlog...) ● Compatibilidad con Microsoft Windows ● Mejoras seguridad ● Saldrá en Junio (aprox)
  33. 33. Índice • Introducción a NoSQL • ¿Qué es Cassandra? • Arquitectura • Modelado de datos • Otras consideraciones
  34. 34. Índice • Introducción a NoSQL • ¿Qué es Cassandra? • Arquitectura • Modelado de datos • Otras consideraciones
  35. 35. Arquitectura ➔Nodos iguales, con el mismo tratamiento ➔No hay jerarquía (nada de arquitectura Maestro/Esclavo)
  36. 36. Arquitectura ➔Las filas se distribuyen mediante una función hash ➔Cada nodo es responsable de un rango de claves hash ➔La arquitectura puede ser vista como un anillo
  37. 37. Arquitectura 1 3 24 Soy responsable del rango 0 al 24
  38. 38. Arquitectura 1 3 24 Soy responsable del rango 0 al 24 6666666Z Perico Palotes 32 43 Función HASH (Particionador) Clave
  39. 39. Arquitectura 1 3 24 Soy responsable del rango 0 al 24 6666666Z Perico Palotes 32 43 Función HASH (Particionador) Clave
  40. 40. Arquitectura 123 456 789 2015-20-01 27.8 2015-19-01 25.3 2015-10-01 23.4 12 2015-19-01 54.3 32 2015-09-01 24.03 10 ➔Los datos se almacenan en tablas (column families) ➔Las tablas se guardan en keyspaces (bases de datos) ➔Las estructuras son flexibles
  41. 41. Arquitectura 123 456 789 2015-20-01 27.8 2015-19-01 25.3 2015-10-01 23.4 12 2015-19-01 54.3 32 2015-09-01 24.03 10 ➔Los datos se almacenan en tablas (column families) ➔Las tablas se guardan en keyspaces (bases de datos) ➔Las estructuras son flexibles CLUSTERING KEYPARTITION KEY
  42. 42. Arquitectura ➔Nuevos nodos son añadidos gracias a nodos semilla ➔Protocolo de comunicación Gossip (cotilleos) ➔Nodos intercambian información (P2P) 4 1 2 5 3 6 ¡Hola! Soy el nodo 2, semilla 1 Qué fuerte tío, mi red tiene estos nodos, el 1 que menudo es... y... ¡Hola! Soy el nodo 6. Uy uy, qué fuerte... Te has enterado.... No tenía ni idea...
  43. 43. Arquitectura ➔Cliente puede contactar con cualquier nodo (coordinador) ➔Coordinador contacta con los nodos involucrados replicación ➔... o contactan con coordinadores locales de otros DC ➔Replicación se configura en el keyspace A Cliente 4 1 2 5 6 3 RF = 2 Coordinador = Nodo 4 A
  44. 44. Arquitectura ➔Cliente puede contactar con cualquier nodo (coordinador) ➔Coordinador contacta con los nodos involucrados replicación ➔... o contactan con coordinadores locales de otros DC ➔Replicación se configura en el keyspace A Cliente 4 1 2 5 6 3 RF = 2 Coordinador = Nodo 4 A A A
  45. 45. Arquitectura ➔Consistencia Eventual
  46. 46. Arquitectura ➔Cómo Cassandra almacena la información
  47. 47. Índice • Introducción a NoSQL • ¿Qué es Cassandra? • Arquitectura • Modelado de datos • Otras consideraciones
  48. 48. Índice • Introducción a NoSQL • ¿Qué es Cassandra? • Arquitectura • Modelado de datos • Otras consideraciones
  49. 49. Modelado de datos CQL 3.0 ➔CQL = Cassandra Query Language ➔No tiene nada que ver con SQL (solo se le parece) ➔Ayuda a los que vienen del mundo relacional ➔Hay que cambiar de lógica, NO HAY RELACIONES
  50. 50. Modelado de datos CQL 3.0 CREATE KEYSPACE demo WITH REPLICATION = { ‘class’ = ‘SimpleStrategy’, ‘replication_factor’ = 3 }; CREATE TABLE tweets_by_user ( user_id uuid, created_at timestamp, user text, tweet text, PRIMARY KEY (user_id, created_at));
  51. 51. Modelado de datos CQL 3.0 CREATE KEYSPACE demo WITH REPLICATION = { ‘class’ = ‘SimpleStrategy’, ‘replication_factor’ = 3 }; CREATE TABLE tweets_by_user ( user_id uuid, created_at timestamp, user text, tweet text, PRIMARY KEY (user_id, created_at)); PK CK
  52. 52. Modelado de datos PARTITION KEY CLUSTERING KEY 123 456 789 2015-20-01 14:28:03 SELECT * FROM demo.tweets_by_user WHERE user_id = ‘123’ AND timestamp >= ‘2015-20-01’; demo.tweets_by_user ... ... ... 2015-18-01 22:12:14 ... 2015-20-01 13:18:33 ... 2015-20-01 11:05:22 ... OBLIGATORIO
  53. 53. Modelado de datos ➔Conocer tus datos ➔Conocer tus consultas ➔Conocer el “workflow” del sistema ➔¡Optimización! ● Tamaño de los datos ● Tamaño de los particiones (límite 2 billones registros) ● Costes de las consultas y joins en el lado del cliente ● Uso adecuado de los drivers
  54. 54. Modelado de datos ➔¿Cómo modelar? ● Almacena los términos de la consulta ➔¿Hay dudas ● Replica la información ● Escalar el espacio es barato
  55. 55. Modelado de datos Ejemplo Descripción de los datos ➔ Hay espacios, edificios o zonas abiertas, que no se solapan y contienen sensores. ➔ Los espacios están identificados por un nombre. ➔ Un sensor tiene un identificador único, localización y características. ➔ Un sensor pertenece únicamente a un espacio. ➔ Un sensor proporciona medidas periódicamente.
  56. 56. Modelado de datos ESPACIO SENSOR MEDIDAtiene toma 1 N N1 Nombre #Sensores Descripción ID Localización Características Marca tiempo Valor Parámetro Ejemplo
  57. 57. Modelado de datos Ejemplo Consultas de la aplicación ➔ C1: Listar todos los espacios, ordenado por el nombre (ASC). ➔ C2: Encontrar la media de medidas de todos los sensores de un espacio específico, ordenar por fecha (DESC). ➔ C3: Encontrar información de todos los sensores de un espacio ➔ C4: Obtener las medidas de un sensor en particular en un tiempo en concreto, ordenar por la marca de tiempo (DESC).
  58. 58. Modelado de datos C2 Ejemplo ➔ C1: Listar todos los espacios, ordenado por el nombre (ASC). ➔ C2: Encontrar la media de medidas de todos los sensores de un espacio específico, ordenar por fecha (DESC). ➔ C3: Encontrar información de todos los sensores de un espacio ➔ C4: Obtener las medidas de un sensor en particular en un tiempo en concreto, ordenar por la marca de tiempo (DESC). Espacio id PK nombre CK datos n_sensores Medidas_por_sensor sensor PK fecha PK marca_tiemp CK parametro medida Medidas_por_espacio espacio PK fecha PK marca_tiempo CK sensor localizacion descripcion media_medida C1 Sensores_por_espacio espacio PK sensor CK localizacion descripcion C2 C3 C4
  59. 59. Preguntas
  60. 60. Stratebi: Quiénes somos www.TodoBI.com info@stratebi.co m www.stratebi.com Mas información Tfno: 91.788.34.10 Madrid: Pº de la Castellana, 164, 1º Barcelona: C/ Valencia, 63 Brasil: Av. Paulista, 37 4 andar

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