O documento descreve como a Apache Cassandra foi usada para desenvolver aplicações móveis para a Movile, uma empresa líder em serviços móveis na América Latina. A Cassandra forneceu alta disponibilidade, desempenho e escalabilidade para lidar com volumes crescentes de dados de assinaturas. A arquitetura de cluster da Cassandra permitiu que a Movile atendesse milhões de usuários com latências de leitura e escrita baixas.

1. Cassandra no Desenvolvimento
de Aplicações para
serviços Móveis
Cassandra no Desenvolvimento
de Aplicações para
serviços Móveis
por J.P. Eiti Kimura

2. Apache Cassandra
O que é?
Princípio de Funcionamento
Modelo de dados
Aplicação do Cassandra
Requisitos do serviço
Arquitetura da Plataforma
Cluster de Cassandra
Resultados

3. O que é?
Uma definição em 50 palavras ou menos
“Apache Cassandra é um banco de dados
não relacional orientado a colunas,
distribuído, descentralizado,
escalável, de alta disponibilidade,
tolerante a falhas, com design baseado
no Amazon's Dynamo e o modelo de dados
no BigTable do Google. Criado pelo
Facebook e hoje utilizado em grandes
empresas como Netflix, eBay, Instagram
e outras”

4. Arquitetura e Funcionamento

5. Arquitetura e Funcionamento
● Desenvolvido em Java: http://cassandra.
apache.org/
● Descentralizado (não há SPOF)
● Utiliza o Protocolo Peer-to-Peer (ao invés do
modelo master/slave)
● Escalabilidade Elástica

6. Arquitetura e Funcionamento - Teorema CAP
Cassandra tem
maior foco em
disponibilidade e
particionamento.
O teorema indica que é possível obter somente duas dessas propriedades

7. Eventually Consistency
● Consistência Eventual: a
consistência ocorrerá ao
longo do tempo, e
eventualmente todos os
clientes acessarão a
mesma informação em um
dado instante.
● Forma de consistência
propagada. Ex.: DNS

8. Modelo de dados
Algumas Equivalências

9. Modelo de dados
Column Family (CF)
Super Column Family (SCF)

10. Modelo de dados
Composite Columns
CREATE TABLE timeline (
user_id varchar,
tweet_id uuid,
author varchar,
body varchar,
PRIMARY KEY (user_id, tweet_id)
);

11. Mais de 20 milhões de pessoas usando nossos
serviços todo mês.
A Movile é líder em desenvolvimento de
plataformas de comércio e conteúdo móvel na
América Latina. Com produtos para celulares,
smartphones e tablets, nosso trabalho deixa a
vida das pessoas melhor e mais divertida
Movile

12. ● Alta disponibilidade: o serviço nunca pode
parar
● Plataforma crítica
● Alto desempenho: deve responder em
alguns milissegundos
● Sistema Seguro e confiável
Requisitos da Plataforma

13. Legado...
● cobrança de usuários
nas operadoras
● controle de assinaturas
de produtos
● base de broadcast de
mensagens

14. Escalar Verticalmente
● sobrecarga na API de
serviço
● Investimento em
hardware mais robusto

15. Alta Utilização
● Sobrecarga no banco de
dados relacional
● Sobrecarga nas API’s de
serviço (efeito cascata)

16. Assinaturas
Tempo
2006
2014
Aumento de volume ao longo do tempo

17. Volume de Dados
~ Assinaturas: 56,4 milhões
~ Assinantes: 37,1 milhões
~ 11K leituras/segundo
~ 4,2 escritas/segundo

19. SUBSCRIPTION -> Column Family Name
‘USER_ID’ : string -> Row Key: value-type
carrier_id: int -> ColumnName: value-type
subs_id_1: byte[] -> Dynamic ColumnName: value-type
subs_id_2: byte[] -> Dynamic ColumnName: value-type
Cassandra Data Model
551900001111
carrier_id SID-9217436 SID-8854522 SID-55214
5 [0110011001] [01100110] [01100110]
551900002222
carrier_id SID-555111 SID-444222 SID-333666
1 [0110011001] [01100110] [01100110]
Estrutura da Informação
Exemplo de dados

20. Nova
arquitetura

21. ● Bom desempenho de leitura
● Excelente desempenho em escrita
● Throughput de leitura e escrita altamente escalável
● Suporta geo-distribuição de informação
● Tolerante a falhas
● Controle fino do nível de consistência por cliente
● Integridade de dados com checks e repairs
● Queremos: FOSS (Free and Open Source Software) +
Suporte
Porque Cassandra?

22. Node 1 :
load_avg: 0.08
write_latency(us): 1057.2
read_latency(us): 1113.0
Node 2 :
load_avg: 0.16
write_latency(us): 1026.6
read_latency(us): 1637.8
Node 3 :
load_avg: 0.16
write_latency(us): 855.5
read_latency(us): 851.7
Node 4 :
load_avg: 0.22
write_latency(us): 1117.7
read_latency(us): 871.5
Node 5 :
load_avg: 1.6
write_latency(us): 1278.1
read_latency(us): 1252.5
Estatísticas de Desempenho
Read Latency AVG: ~ 1144 us
Write Latency AVG: ~ 1066 us

23. Resultados: operações ao longo do dia
reads per minute
writes per minute

24. Benchmark
Benchmarking Top NoSQL Databases, White Paper , DATASTAX CORPORATION, FEBRUARY 2013

25. Benchmark
Benchmarking Top NoSQL Databases, White Paper , DATASTAX CORPORATION, FEBRUARY 2013

26. eiti.kimura@movile.com
@eitikimura
facebook.com/eiti.kimura
flickr.com/eitikimura
Perguntas