En esta sección, exploraremos los diferentes tipos de bases de datos y soluciones de almacenamiento que son fundamentales para diseñar arquitecturas de sistemas robustas y escalables. Comprender las características y casos de uso de cada tipo de base de datos y almacenamiento es crucial para tomar decisiones informadas que soporten los objetivos de negocio.

Las bases de datos relacionales organizan los datos en tablas con filas y columnas. Utilizan el lenguaje SQL (Structured Query Language) para la gestión y consulta de datos.

Características:

• Estructura fija: Esquemas predefinidos.
• Integridad referencial: Relaciones entre tablas.
• Transacciones ACID: Atomicidad, Consistencia, Aislamiento, Durabilidad.

Ejemplos:

• MySQL
• PostgreSQL
• Oracle Database
• Microsoft SQL Server

Ejemplo de Consulta SQL:

Las bases de datos NoSQL están diseñadas para manejar grandes volúmenes de datos no estructurados o semi-estructurados. No utilizan esquemas fijos y son altamente escalables.

Tipos de Bases de Datos NoSQL:

• Documentales: Almacenan datos en documentos JSON o BSON.
  • Ejemplo: MongoDB
• Clave-Valor: Almacenan datos como pares clave-valor.
  • Ejemplo: Redis
• Columnar: Almacenan datos en columnas en lugar de filas.
  • Ejemplo: Apache Cassandra
• Grafos: Almacenan datos en nodos y aristas, optimizados para relaciones complejas.
  • Ejemplo: Neo4j

Ejemplo de Consulta en MongoDB:

Estas bases de datos almacenan datos en la memoria RAM para un acceso extremadamente rápido.

Ejemplos:

• Redis
• Memcached

Uso Común:

• Caché de datos
• Sesiones de usuario

El almacenamiento en disco es el método tradicional de almacenamiento de datos en discos duros (HDD) o unidades de estado sólido (SSD).

Características:

• HDD: Mayor capacidad, menor costo, menor velocidad.
• SSD: Menor capacidad, mayor costo, mayor velocidad.

El almacenamiento en la nube permite almacenar datos en servidores remotos accesibles a través de internet.

Proveedores Populares:

• Amazon S3 (AWS)
• Google Cloud Storage
• Microsoft Azure Blob Storage

Ventajas:

• Escalabilidad
• Alta disponibilidad
• Pago por uso

El almacenamiento distribuido divide y replica datos en múltiples nodos para mejorar la disponibilidad y la tolerancia a fallos.

Ejemplos:

• Apache Hadoop HDFS
• Amazon DynamoDB

Características:

• Alta disponibilidad: Datos replicados en múltiples nodos.
• Escalabilidad horizontal: Añadir más nodos para aumentar la capacidad.

Descripción: Supongamos que estás diseñando un sistema de comercio electrónico que necesita manejar grandes volúmenes de datos de productos, usuarios y transacciones. ¿Qué tipo de base de datos elegirías y por qué?

Solución: Para un sistema de comercio electrónico, una combinación de bases de datos podría ser ideal:

• Base de datos relacional (SQL): Para manejar transacciones y mantener la integridad de los datos (por ejemplo, PostgreSQL).
• Base de datos documental (NoSQL): Para almacenar datos de productos y usuarios que pueden tener estructuras flexibles (por ejemplo, MongoDB).
• Base de datos en memoria: Para caché de datos y mejorar el rendimiento (por ejemplo, Redis).

Descripción: Escribe una consulta SQL para obtener todos los productos cuyo precio sea mayor a $50 en una tabla llamada productos.

Solución:

En esta sección, hemos cubierto los diferentes tipos de bases de datos y soluciones de almacenamiento, sus características, ventajas y casos de uso. Comprender estas opciones te permitirá diseñar arquitecturas de sistemas que sean robustas, escalables y alineadas con los objetivos de negocio. En el próximo módulo, exploraremos cómo escalar y optimizar el rendimiento de estas arquitecturas.