Características de Amazon Neptune

Con Amazon Neptune, puede crear aplicaciones de gráficos interactivas y sofisticadas que pueden realizar consultas en miles de millones de relaciones en milisegundos. Las consultas SQL para datos fuertemente conectados son complejas y difíciles de ajustar para lograr un buen nivel de rendimiento. En cambio, Amazon Neptune le permite utilizar los lenguajes populares de consulta de gráficos Apache TinkerPop Gremlin y SPARQL y openCypher de W3C para ejecutar consultas eficientes que son fáciles de escribir y tienen un buen rendimiento en datos conectados. Esta característica reduce de manera significativa la complejidad del código y le permite crear aplicaciones que procesen relaciones con mayor rapidez.

Neptune tiene un SLA del 99,9 %, lo que aumenta el rendimiento y la disponibilidad de la base de datos al integrar estrechamente el motor de la base de datos con una capa de almacenamiento virtualizado respaldada por SSD diseñada específicamente para las cargas de trabajo de la base de datos. El almacenamiento de Neptune es tolerante a errores y se recupera automáticamente. Además, los errores de disco se reparan en segundo plano sin afectar la disponibilidad de la base de datos. Neptune está diseñado para detectar automáticamente los bloqueos de las bases de datos, y se reinicia sin necesidad de realizar recuperaciones tras bloqueos ni de recrear la caché de la base de datos. Si falla la instancia completa, Neptune hará una conmutación por error automática a una de las 15 réplicas de lectura.

Puede iniciar rápidamente una instancia de base de datos Neptune con unos pocos pasos en la consola de Neptune. Neptune escala el almacenamiento de forma automática, lo que aumenta el almacenamiento y reequilibra las E/S para ofrecer un rendimiento constante sin necesidad de un exceso de aprovisionamiento.

Opción sin servidor
Amazon Neptune sin servidor es una opción de implementación bajo demanda que ajusta automáticamente la capacidad de la base de datos en función de las necesidades de una aplicación. Neptune Serverless puede escalar las cargas de trabajo de las bases de datos de grafos al instante hasta cientos de miles de consultas. Neptune Serverless ajusta la capacidad para proporcionar la cantidad justa de recursos de base de datos que la aplicación necesita, y solo paga por la capacidad que consume, con lo que se ahorra hasta un 90 % en costos de base de datos en comparación con la capacidad máxima.

Alto rendimiento y baja latencia para las consultas de grafos
Neptune es un motor de base de datos de grafos de alto rendimiento. Neptune almacena y examina los datos de gráficos de manera eficiente, y usa una arquitectura optimizada en memoria y de escala ajustable que permite la evaluación rápida de consultas en grafos de gran tamaño. Con Neptune, puede usar Gremlin, openCypher o SPARQL para ejecutar consultas potentes que son fáciles de escribir y funcionan bien.

Escalado sencillo de recursos de cómputo de bases de datos
Con unos pocos pasos en la consola de administración de AWS, puede escalar o reducir verticalmente los recursos de cómputo y de memoria que alimentan su clúster de producción con la creación de nuevas instancias de réplica del tamaño deseado o con la eliminación de instancias. Las operaciones de escalado de computación normalmente se llevan a cabo en cuestión de minutos.

Almacenamiento que se escala automáticamente
Neptune usa una arquitectura de almacenamiento distribuido y compartido que crecerá automáticamente a medida que aumenten las necesidades de su almacenamiento de datos. Los datos de Neptune se almacenan en un volumen de clúster que tiene alta disponibilidad multi-AZ. Cuando se crea un clúster de base de datos de Neptune, se asigna un único segmento de 10 GB. A medida que el volumen de datos aumenta y supera el almacenamiento asignado actualmente, Neptune amplía automáticamente el volumen del clúster al agregar nuevos segmentos. Un volumen de clúster de Neptune puede crecer hasta un tamaño máximo de 128 tebibytes (TiB) en las regiones compatibles, excepto China y GovCloud. No es necesario que aprovisione un almacenamiento excesivo para la base de datos para afrontar el crecimiento futuro.

Réplicas de lectura de baja latencia
Aumente el rendimiento de lectura para admitir solicitudes de aplicaciones de volumen alto mediante la creación de hasta 15 réplicas de lectura de la base de datos. Las réplicas de Neptune comparten el mismo almacenamiento subyacente que la instancia de origen, lo que reduce los costos y evita la necesidad de escribir en los nodos de réplica. Esto libera más capacidad de procesamiento para atender las solicitudes de lectura y reduce el tiempo de retardo de la réplica, que suele limitarse a milisegundos de un solo dígito. Neptune también suministra un punto de conexión único para las consultas de lectura a fin de que la aplicación pueda conectarse sin tener que hacer un seguimiento de las réplicas a medida que se agregan y se eliminan.

Supervisión y reparación de instancias
La salud de su base de datos de Neptune y su instancia de EC2 subyacente se supervisa continuamente. Si se produce un error en la instancia que respalda a la base de datos, se reinicia la base de datos, así como los procesos asociados de forma automática. La recuperación de Neptune no necesita reiniciar los registros de rehacer de la base de datos, que suele llevar mucho tiempo, por lo que generalmente los plazos de reinicio de la instancia son de 30 segundos o menos. También aísla la caché del búfer de la base de datos de procesos de la base de datos, lo que permite que la caché resista a un reinicio de la base de datos.

Implementaciones multi-AZ con réplicas de lectura
En caso de error de la instancia, Neptune automatiza la conmutación por error a una de las 15 réplicas de Neptune que haya creado en cualquiera de las tres zonas de disponibilidad. Si aún no se aprovisiona ninguna réplica de Neptune y se produce un error, Neptune intentará crear automáticamente una nueva instancia de base de datos.

Almacenamiento con recuperación automática y tolerancia a errores
Cada segmento de 10 GB del volumen de la base de datos se replica de seis formas en tres zonas de disponibilidad. Neptune utiliza un almacenamiento tolerante a errores que gestiona de forma transparente la pérdida de hasta dos copias de datos sin afectar a la disponibilidad de escritura de la base de datos y hasta tres copias sin afectar a la disponibilidad de lectura. El almacenamiento Neptune también se repara a sí mismo: los bloques de datos y los discos se analizan continuamente en busca de errores y se sustituyen automáticamente.

Restablecimiento a un momento dado y copias de seguridad automáticas, constantes y progresivas
La capacidad de copia de seguridad de Neptune permite la recuperación puntual de su instancia. Esto le permitirá restablecer la base de datos a cualquier segundo dentro de su periodo de retención, hasta los últimos cinco minutos. El periodo de retención de la copia de seguridad automática puede configurarse hasta 35 días. Las copias de seguridad automáticas se almacenan en Amazon S3, que está diseñado para ofrecer una durabilidad del 99,999999999 %. Las copias de seguridad de Neptune son automáticas, incrementales y continuas y no afectan al rendimiento de la base de datos.

Instantáneas de bases de datos
Las instantáneas de bases de datos son copias de seguridad de la instancia almacenada en Amazon S3 que inicia el usuario, las que se conservarán hasta que se eliminen explícitamente. Utilizan las instantáneas incrementales automatizadas para reducir el tiempo y el almacenamiento necesarios. Puede crear una instancia nueva a partir de una instantánea de la base de datos cuando lo desee.

Base de datos global
Amazon Neptune Global Database está diseñado para aplicaciones distribuidas globalmente, lo que permite que una sola base de datos de Neptune abarque múltiples regiones de AWS. Replica los datos de grafos con poco impacto en el rendimiento de la base de datos, permite lecturas locales rápidas con baja latencia en cada región y proporciona la recuperación de desastres en caso de interrupciones en toda la región.

Admite Apache TinkerPop Gremlin para el grafo de propiedades
Los grafos de propiedades son populares porque resultan prácticos para los desarrolladores que habitualmente usan modelos relacionales. El lenguaje de recorrido Gremlin ofrece una manera de recorrer los gráficos de propiedades con rapidez. Amazon Neptune admite el modelo de gráficos de propiedades que utiliza el lenguaje de recorrido Gremlin de código abierto de Apache TinkerPop y proporciona un servidor Gremlin Websockets que admite la versión 3.3 de TinkerPop. Con Neptune, puede crear recorridos de Gremlin ágiles en gráficos de propiedades con rapidez. Las aplicaciones existentes escritas en Gremlin pueden usar Neptune con facilidad modificando la configuración del servicio de Gremlin para que apunte a una instancia de Neptune.

Compatibilidad con el marco de descripción de recursos (RDF) 1.1 de W3C y SPARQL 1.1
El RDF es popular porque ofrece la flexibilidad para adaptar dominios de información complejos. Hay varios conjuntos de datos públicos o gratuitos disponibles en RDF, como Wikidata y PubChem, una base de datos de moléculas químicas. Amazon Neptune admite los estándares de la Web semántica de W3C de RDF 1.1 y SPARQL 1.1 (consulta y actualización), y ofrece un punto de enlace REST de HTTP que implementa el protocolo SPARQL 1.1. Con Neptune, puede usar el punto de conexión de SPARQL para aplicaciones de grafos nuevas y existentes con facilidad.

Admite openCypher v9 para gráfico de propiedades
Neptune es compatible con la creación de aplicaciones de grafos mediante openCypher, uno de los lenguajes de consulta más populares actualmente para desarrolladores que trabajan con bases de datos de grafos. A los desarrolladores, analistas empresariales y científicos de datos les gusta la sintaxis inspirada en SQL de openCypher, porque les proporciona una estructura familiar para componer consultas para aplicaciones de grafos. Los lenguajes de consulta openCypher y Gremlin se pueden usar juntos en los mismos datos de grafos de propiedad. La compatibilidad con openCypher admite el protocolo Bolt para continuar con la ejecución de aplicaciones que usan el protocolo Bolt para conectarse a Neptune.

El machine learning (ML) de Amazon Neptune es una nueva capacidad de Neptune impulsada por Amazon SageMaker que utiliza las redes neuronales de gráficos (GNN), una técnica de ML creada específicamente para los gráficos, para hacer predicciones fáciles, rápidas y más precisas mediante datos de grafos. Con el ML Neptune, puede mejorar la precisión de la mayoría de las predicciones de grafos en más de un 50 % en comparación con las predicciones hechas con métodos no gráficos.

Hacer predicciones precisas en grafos con millones de relaciones puede resultar difícil y requerir mucho tiempo. Los métodos de ML existentes, como XGBoost, no pueden funcionar de manera eficaz en grafos porque están diseñados para datos tabulares. Como resultado, el uso de estos métodos en grafos puede llevar tiempo, requerir habilidades especializadas por parte de los desarrolladores y producir predicciones no del todo óptimas.

Aislamiento de red
Neptune se ejecuta en Amazon VPC, lo que le permite aislar su base de datos en su propia red virtual y conectarse a su infraestructura de TI en las instalaciones mediante VPN IPsec cifradas estándar del sector. Además, con la configuración de Neptune VPC, puede configurar los ajustes del cortafuegos y controlar el acceso a la red de sus instancias de base de datos.

Permisos de recursos
Amazon Neptune está integrado con AWS Identity and Access Management (IAM) y le ofrece la posibilidad de controlar las acciones que pueden llevar a cabo los usuarios y los grupos de IAM de AWS en recursos específicos de Neptune, incluidas las instancias, las instantáneas, los grupos de parámetros, las suscripciones a eventos y los grupos de opciones de la base de datos. Además, puede etiquetar los recursos de Neptune y controlar las acciones que los usuarios y grupos de IAM adoptarán en grupos de recursos que tengan la misma etiqueta (y valor de etiqueta). Por ejemplo, puede configurar sus reglas de IAM para garantizar que los desarrolladores puedan modificar las instancias de la base de datos de "Desarrollo", pero que solo los administradores de la base de datos puedan modificar y eliminar las instancias de la base de datos de "Producción".

Control de acceso preciso
Neptune proporciona acceso detallado a los usuarios que recuperan las API del plano de datos de Neptune con AWS Identity and Access Management (IAM) para llevar a cabo acciones relacionadas con los datos del gráfico, como leer, escribir y eliminar datos del gráfico, y acciones no relacionadas con los datos del gráfico, como iniciar y supervisar las actividades de Amazon Neptune ML y comprobar el estado de las actividades del plano de datos en curso. Por ejemplo, cree una política con acceso de “solo lectura” para los analistas de datos que no necesitan manipular los datos de grafos, una política con acceso de “lectura y escritura” para los desarrolladores que usan los grafos para sus aplicaciones y una política para los científicos de datos que necesitan el acceso a los comandos de Amazon Neptune ML.

Cifrado
Neptune admite el cifrado en tránsito con TLS versión 1.2. Amazon Neptune le permite cifrar sus bases de datos mediante las claves que crea y controla a través de AWS Key Management Service (KMS). En una instancia de base de datos que se ejecuta con el cifrado de Neptune, los datos almacenados en reposo en el almacenamiento subyacente están cifrados, al igual que las copias de seguridad, las instantáneas y las réplicas automatizadas que se encuentran en el mismo clúster.

Auditoría avanzada
Amazon Neptune le permite registrar datos de bases de datos con impacto mínimo en el rendimiento de la base de datos. Luego, se pueden analizar los registros con fines de administración de la base de datos, seguridad, gobernanza, conformidad normativa, entre otros. También es posible supervisar la actividad mediante el envío de registros de auditoría a Amazon CloudWatch. 

Uso más fácil
Puede empezar a utilizar Neptune si lanza una nueva instancia de base de datos Neptune mediante la consola de administración de AWS. Las instancias de base de datos de Neptune están preconfiguradas con los parámetros y ajustes correspondientes para la clase de instancia de base de datos que seleccionó. Puede lanzar una instancia de base de datos y conectar su aplicación en cuestión de minutos sin configuraciones adicionales. Los grupos de parámetros de base de datos ofrecen un control minucioso y un ajuste pormenorizado de la base de datos.

Funcionamiento más sencillo
Neptune facilita el funcionamiento de una base de datos de grafos de alto rendimiento. Con Neptune, no necesita crear índices personalizados de los datos de los gráficos. Neptune impone límites de uso de memoria y tiempo de espera para reducir el impacto de las consultas que consumen demasiados recursos.

Supervisión y métricas
Neptune proporciona métricas de Amazon CloudWatch para sus instancias de base de datos. Puede usar la consola de administración de AWS para ver más de 20 métricas operativas clave de las instancias de base de datos, incluidos el uso de la capacidad de cómputo, de memoria y de almacenamiento, el rendimiento de las consultas y las conexiones activas.

Revisiones de software automáticas
Neptune mantendrá su base de datos actualizada con los parches más recientes. Puede controlar si se aplican parches a su instancia y cuándo, a través de la gestión de versiones del motor de base de datos.

Notificaciones de los eventos de la base de datos
Neptune puede notificar por correo electrónico o SMS los eventos importantes de la base de datos, como la conmutación por error automatizada. Puede usar la consola de administración de AWS para suscribirse a diferentes eventos de la base de datos asociados con sus bases de datos de Amazon Neptune.

Clonación rápida de la base de datos
Neptune admite operaciones de clonación rápidas y eficaces, en las que se pueden clonar clústeres enteros de bases de datos de varios terabytes en cuestión de minutos. La clonación es útil para varios fines, como desarrollo de aplicaciones, pruebas, actualizaciones de bases de datos y ejecución de consultas analíticas. La disponibilidad inmediata de datos puede agilizar de manera significativa el desarrollo de software y los proyectos de actualización, además de lograr análisis más precisos.

Puede clonar una base de datos de Neptune con solo unos pasos en la consola de administración de AWS, sin afectar al entorno de producción. El clon se distribuye y replica en tres zonas de disponibilidad.

Carga masiva de grafos de propiedades
Neptune admite la carga masiva rápida y paralela de los datos de Property Graph que se almacenan en S3. Puede utilizar una interfaz de REST para especificar la ubicación de los datos en S3. Utiliza un formato delimitado CSV para cargar datos a los nodos y los bordes. Consulte la documentación sobre la carga masiva de gráficos de propiedades de Neptune para obtener más información.

Carga masiva de RDF
Neptune admite la carga masiva rápida y paralela de datos de RDF almacenados en S3. Puede utilizar una interfaz de REST para especificar la ubicación de los datos en S3. Se admiten las serializaciones N-Triples (NT), N-Quads (NQ), RDF/XML y Turtle RDF 1.1. Consulte la documentación sobre la carga masiva de RDF de Neptune para obtener más información.

Amplia cobertura del programa de cumplimiento
Neptune está dentro del alcance de más de 20 estándares internacionales de cumplimiento que van desde FedRAMP (Moderado y Alto) hasta SOC (1,2,3), y también es elegible para HIPAA. La lista completa de normas con las que Neptune cumple puede encontrarse en Servicios de AWS en el ámbito del programa de cumplimiento.

Pague solo por lo que utilice
Con Neptune no hay ningún compromiso por adelantado, se paga una tarifa por hora por cada instancia que se lanza o por los recursos de la base de datos que se consumen para el uso sin servidor. Cuando termine con una instancia de base de datos de Neptune, puede eliminarla. No es necesario sobreaprovisionar almacenamiento como margen de seguridad y solo se paga por el almacenamiento que realmente se consume. Para obtener más detalles, consulte la página de precios de Neptune.