Bases de datos NoSQL: más allá de lo relacional

En plena era de la información las empresas están siempre preguntándose cómo almacenar grandes volúmenes de datos de una forma optimizada y económica. Las bases de datos NOSQL se presentan como la principal alternativa a las tradicionales bases de datos relacionales, ofreciendo una enfoque más flexible y dinámico que conjuga perfectamente con la forma de crear aplicaciones modernas. En este nuevo artículo del blog de Ausum Cloud exploraremos las posibilidades que ofrecen las bases de datos NOSQL y cómo estás permiten almacenar información de una forma escalable y de alto rendimiento. Además de explicar qué son, sus características o principales ventajas, también indagaremos en sus diferencias con las bases de datos SQL o qué servicios de almacenamiento NOSQL ofrecen los proveedores de la nube pública.  

TABLA DE CONTENIDO

• ¿Qué son las bases de datos NoSQL no relacionales?
• ¿Para qué sirven las bases de datos NOSQL?
• ¿Cuáles son los tipos de bases de datos NoSQL?
• ¿Por qué usar una base de datos NoSQL?
• ¿Qué es mejor SQL o NoSQL?
• NOSQL Cloud: qué ofrecen los proveedores de la nube pública

   

¿Qué son las bases de datos NoSQL no relacionales?

Las bases de datos NOSQL (acrónimo de Not Only SQL) son un tipo de estructura de software informático que permiten almacenar información de una forma no relacional, es decir, sin necesidad de utilizar las típicas estructuras de tablas y columnas de un sistema de gestión de bases de datos tradicional. Tal y como puedes imaginar, no es necesario utilizar lenguaje SQL (aunque también son compatibles) ni requieren estructuras fijas o respetar ciertas normas relacionales habituales en las bases de datos SQL. A pesar de que su uso se ha popularizado en la última década, el término fue acuñado en 1998 por Carlo Strozzi, considerado como el padre del NOSQL. En su lugar, los datos almacenados en bases de datos NOSQL se almacenan de diferentes formas, desde documentos flexibles como JSON o BSON hasta en pares de clave-valor o grafos. Esto les otorga una alta flexibilidad y un empleo específico para cada caso de uso, aumentando así la escalabilidad horizontal y facilitando el almacenamiento de grandes volúmenes de datos.  

¿Para qué sirven las bases de datos NOSQL?

  Las bases de datos NOSQL son empleadas en entornos donde la información crece rápidamente y se manejan distintos tipos de datos, como por ejemplo sucede en las redes sociales o en aplicaciones móviles. Facebook, X (Twitter) o YouTube emplean bases de datos NOSQL para acceder y administrar sus datos. Las bases de datos relacionales presentan ciertas limitaciones, sobre todo en escenarios donde la escalabilidad, el rendimiento o la complejidad de la información almacenada son claves. Y aunque a menudo se pueden adaptar, a veces resultan poco eficientes, tanto a la hora de realizar consultas y su comportamiento en tiempo real. Las bases de datos NOSQL ofrecen una alternativa más optimizada en aplicaciones donde la información debe ser intercambiada rápidamente, con esquemas cambiantes, velocidades de escritura/lectura altas y donde el rendimiento es más importante que la coherencia. Además, también se trata de una base de datos distribuida, ya que la información se almacena en varios servidores, lo que garantiza la disponibilidad y fiabilidad de los datos.  

¿Cuáles son los tipos de bases de datos NoSQL?

  Como comentamos anteriormente, las bases de datos NOSQL ofrecen distintos métodos de almacenar datos, atacando así a diferentes necesidades y modelos de software. Los principales son:  

1. Documentos: la información se almacena en forma de objeto o documento de tipo JSON. Cada documento puede almacenarse sin necesidad de adaptarse a una estructura fija y agrupándose en distintas colecciones. Son empleados para aplicaciones tipo catálogo, perfiles de usuario o sistemas de administración de contenido. Ejemplo: MongoDB o Couchbase.
2. Clave-valor: este tipo de bases de datos NOSQL almacenan pares clave-valor, donde una clave única identifica un valor asociado. Este puede ser desde un dato simple hasta estructuras más complejas. Son eficientes en aplicaciones donde se necesita una búsqueda o lecturas/escrituras de alto rendimiento. Ej: DynamoDB o Redis.
3. Gráficos: los datos se almacenan como nodos y relaciones representados en gráficos. Son especialmente útiles en aplicaciones que almacenan datos altamente interconectados, como por ejemplo los motores de recomendaciones o aplicaciones de detección de fraude. Ej: Neo4j o Amazon Neptune.
4. Columnas: en lugar de almacenar datos en filas como en las bases de datos relacionales, las bases de datos de columnas almacenan datos en columnas contiguas en disco. Esto permite una recuperación eficiente de datos orientada a columnas y es adecuado para casos de uso que requieren análisis y agregaciones complejas. Ej: Cassandra y HBase
5. Búsqueda: Están diseñadas para indexar y buscar datos no estructurados, como texto completo. Utilizan técnicas de búsqueda eficientes para permitir búsquedas rápidas y precisas en grandes conjuntos de datos. Ej: son Elasticsearch y Apache Solr.
6. En memoria: sistemas de gestión de bases de datos que almacenan y acceden a los datos principalmente en la memoria RAM en lugar de utilizar almacenamiento en disco. Esto ofrece ventajas significativas en términos de velocidad y rendimiento. Ej; EslaticCache o MemCached.

¿Por qué usar una base de datos NoSQL?

 

• Flexibilidad: ofrecen esquemas y estructuras de almacenamiento flexibles, facilitando el desarrollo de aplicaciones que utilizan datos semiestructurados o no estructurados.
• Escalabilidad: proporcionan un entorno altamente escalable, gracias al uso de clústeres distribuidos. Resulta especialmente interesante en combinación con el cloud computing.
• Rendimiento: las bases de datos NOSQL ofrecen un alto rendimiento y baja latencia a la hora de leer y escribir grandes volúmenes de datos. Todo ello a bajo coste.
• Versatilidad: los diferentes tipos de bases de datos NOSQL permiten hacer uso de estructuras de datos específicas que mejoran el rendimiento.
• Disponibilidad: al tratarse de un SGBD distribuido, la disponibilidad y fiabilidad de los datos está garantizada.

¿Qué es mejor SQL o NoSQL?

  Las bases de datos SQL y NOSQL no son comparables, ya que ofrecen diferentes características, por lo tanto, ninguna es mejor que la otra. Los SGBD relacionales siguen siendo una excelente opción para softwares que deben priorizar seguridad e integridad de los datos por encima de rendimiento. A pesar de todas las ventajas mencionadas de las bases de datos NOSQL, se trata de un sistema más que también tiene sus contras. La más notable es que no garantizan las propiedades ACID (Atomicidad, Coherencia, Integridad y Durabilidad), algo que sí sucede en las bases de datos SQL y que es fundamental en aplicaciones de sistemas bancarios, reserva de vuelos o entradas, etc. Por lo tanto, a la hora de elegir la base de datos de cualquier aplicación, será necesario valorar las necesidades y requerimientos de esta.  

NOSQL Cloud: qué ofrecen los proveedores de la nube pública

  Debido a las características que hemos visto a lo largo del artículo, los sistemas de gestión de bases de datos NOSQL funcionan excelentemente en combinación con el cloud computing. Por este motivo los principales proveedores ofrecen distintos servicios de bases de datos NOSQL en la nube:  

• Amazon Web Services (AWS)
  • Amazon DynamoDB (clave-valor)
  • Amazon Neptune (grafos)
  • Amazon DocumentDB (documentos compatibles con MongoDB)
  • Amazon ElastiCache (en memoria).
• Microsoft Azure
  • Azure Cosmos DB: admite varios modelos de datos NoSQL, incluidos documentos, clave-valor, columnas y grafos.
• Google Cloud Platform (GCP)
  • Cloud Firestore (documentos)
  • Cloud Bigtable (columnas)
  • Cloud Memorystore (en memoria)
  • MongoDB Atlas

  Estos servicios en la nube brindan características como escalabilidad automática para manejar cargas de trabajo cambiantes, redundancia y copias de seguridad automáticas para garantizar alta disponibilidad y seguridad de datos, o herramientas de monitoreo y administración para simplificar la gestión de la base de datos. La elección de una base de datos NoSQL en la nube dependerá de los requisitos específicos de tu aplicación, las preferencias tecnológicas y las características que necesitas. Es importante evaluar cuidadosamente las opciones disponibles y considerar factores como el rendimiento, la escalabilidad, la compatibilidad con modelos de datos específicos o los costes antes de tomar una decisión. Como partners de los principales proveedores de la nube pública, desde Ausum Cloud podemos ayudarte a elegir el mejor servicio para tu proyecto, así como acompañarte durante la implementación y gestión de tus proyectos con bases de datos NOSQL en la nube.