Las bases de datos distribuidas son sistemas de almacenamiento de datos en los que los datos no se encuentran en un solo lugar, sino que están distribuidos en múltiples nodos o servidores. Este enfoque permite mejorar la disponibilidad, escalabilidad y rendimiento del sistema, pero también introduce desafíos adicionales en términos de consistencia y gestión de datos.

Una base de datos distribuida es un conjunto de bases de datos que están lógicamente interconectadas pero físicamente distribuidas en diferentes ubicaciones. Los usuarios pueden acceder y manipular los datos como si estuvieran en una sola base de datos.

• Fragmentación Horizontal: Los datos se dividen en filas y cada fragmento contiene un subconjunto de las filas de la tabla.
• Fragmentación Vertical: Los datos se dividen en columnas y cada fragmento contiene un subconjunto de las columnas de la tabla.
• Fragmentación Mixta: Combina fragmentación horizontal y vertical.

• Transparencia de Fragmentación: Los usuarios no necesitan saber cómo están fragmentados los datos.
• Transparencia de Replicación: Los usuarios no necesitan saber cuántas copias de los datos existen.
• Transparencia de Localización: Los usuarios no necesitan saber dónde están ubicados físicamente los datos.

• Escalabilidad: Permite añadir más nodos para manejar mayores volúmenes de datos y cargas de trabajo.
• Disponibilidad: Los datos están disponibles incluso si algunos nodos fallan.
• Rendimiento: Los datos pueden ser accedidos y procesados en paralelo, mejorando el rendimiento.

• Consistencia: Mantener la consistencia de los datos en todos los nodos puede ser complejo.
• Latencia: La comunicación entre nodos puede introducir latencia.
• Complejidad de Gestión: La administración de una base de datos distribuida es más compleja que la de una base de datos centralizada.

Todos los nodos ven las mismas actualizaciones en el mismo orden. Esto garantiza que cualquier lectura de datos después de una escritura devolverá el valor más reciente.

Los nodos eventualmente convergen hacia el mismo estado, pero no garantizan que las lecturas inmediatas reflejen las escrituras más recientes.

Las operaciones que están causalmente relacionadas se ven en el mismo orden en todos los nodos, pero las operaciones no relacionadas pueden ser vistas en diferentes órdenes.

Un algoritmo de consenso que permite a un grupo de nodos acordar un valor propuesto incluso si algunos nodos fallan.

Un algoritmo de consenso más sencillo y comprensible que Paxos, utilizado en sistemas como etcd y Consul.

Apache Cassandra es una base de datos distribuida y altamente escalable diseñada para manejar grandes volúmenes de datos en múltiples nodos sin un punto único de falla.

1. Instalación de Cassandra:

   sudo apt-get update
   sudo apt-get install cassandra
   

2. Configuración del Cluster: Edita el archivo cassandra.yaml para configurar el cluster:

   cluster_name: 'MiCluster'
   seeds: '192.168.1.1,192.168.1.2'
   listen_address: '192.168.1.1'
   rpc_address: '192.168.1.1'
   

3. Inicio del Servicio:

   sudo service cassandra start
   

1. Conexión a Cassandra:

   cqlsh 192.168.1.1
   

2. Creación de un Keyspace:

   CREATE KEYSPACE mi_keyspace WITH replication = {'class': 'SimpleStrategy', 'replication_factor': 3};
   

3. Creación de una Tabla:

   USE mi_keyspace;
   CREATE TABLE usuarios (
       id UUID PRIMARY KEY,
       nombre TEXT,
       email TEXT
   );
   

1. Inserción de Datos:

   INSERT INTO usuarios (id, nombre, email) VALUES (uuid(), 'Juan Perez', '[email protected]');
   

2. Consulta de Datos:

   SELECT * FROM usuarios;
   

Objetivo: Configurar un cluster de Cassandra con al menos 3 nodos y crear una tabla distribuida.

Pasos:

1. Instala Cassandra en tres máquinas diferentes.
2. Configura el archivo cassandra.yaml en cada máquina para que formen parte del mismo cluster.
3. Inicia el servicio Cassandra en cada máquina.
4. Conéctate a uno de los nodos y crea un keyspace y una tabla.
5. Inserta datos en la tabla y verifica que los datos se replican en los otros nodos.

1. Instalación y Configuración:

   • Repite los pasos de instalación y configuración en cada máquina.
   • Asegúrate de que los nodos se reconocen entre sí mediante la configuración de seeds.

2. Creación de Keyspace y Tabla:

   CREATE KEYSPACE mi_keyspace WITH replication = {'class': 'SimpleStrategy', 'replication_factor': 3};
   USE mi_keyspace;
   CREATE TABLE usuarios (
       id UUID PRIMARY KEY,
       nombre TEXT,
       email TEXT
   );
   

3. Inserción y Verificación:

   • Inserta datos en uno de los nodos y verifica la replicación en los otros nodos usando SELECT * FROM usuarios;.

Las bases de datos distribuidas ofrecen una solución robusta y escalable para manejar grandes volúmenes de datos en múltiples ubicaciones. Sin embargo, también introducen desafíos en términos de consistencia y gestión. Herramientas como Apache Cassandra facilitan la implementación y gestión de bases de datos distribuidas, permitiendo a los desarrolladores y administradores de sistemas aprovechar sus ventajas mientras mitigan sus desafíos.