Una base de datos NoSQL basada en grafos (normalmente denominada "base de datos de grafos" o "GDB") organiza los datos como nodos y aristas, y está diseñada para representar y consultar relaciones entre puntos de datos.
A diferencia de las bases de datos relacionales tradicionales, que usan tablas estructuradas, una base de datos de grafos organiza los datos de forma que se establezcan relaciones entre los puntos de datos. Esta estructura imita algunas redes del mundo real, como las personas en una red social, los productos en una cadena de suministro o las transacciones en una red de fraude financiero, lo que hace que las bases de datos de grafos sean especialmente útiles para analizar conexiones. Por supuesto, no todos los datos tienen esta forma, pero cuando las relaciones son fundamentales, una base de datos de grafos facilita el análisis y el descubrimiento de conexiones significativas.
Las bases de datos de grafos son bases de datos NoSQL diseñadas específicamente para modelar y consultar relaciones, utilizando estructuras de grafo de nodos y aristas para representar entidades y sus conexiones. A continuación, te presentamos un breve resumen de sus funciones y ventajas principales:
Un grafo es un modelo de datos que modela relaciones entre entidades. Consta de dos componentes clave:
Las bases de datos de grafos son como el típico juego de conectar puntos. Almacenan tu información como puntos individuales (nodos) y usa líneas (aristas) para mostrar y almacenar directamente cómo se relacionan esos puntos.
La flexibilidad de las bases de datos de grafos permite representar una amplia variedad de conexiones, desde estructuras jerárquicas (como árboles genealógicos u organigramas) hasta redes agrupadas (como recomendaciones de productos en el ámbito del comercio electrónico) o la identificación de nodos influyentes en redes sociales.
Los algoritmos especializados pueden mejorar los grafos de información clave con:
Al aprovechar algoritmos como estos, las bases de datos de grafos ayudan a transformar relaciones complejas en estrategias prácticas.
Mientras que las bases de datos relacionales organizan los datos en tablas estructuradas, las bases de datos de grafos se centran en las relaciones. A continuación, se indican algunas de las diferencias más importantes:
Función | Bases de datos relacionales | Representa gráficamente bases de datos |
Estructura de los datos | Usa filas y columnas en esquemas estrictos con propiedades predefinidas. Añadir una nueva relación requiere una reestructuración. | Modela los datos como nodos y aristas, lo que permite establecer relaciones flexibles sin esquemas predefinidos. |
Eficiencia de las consultas | Dependen de las operaciones JOIN para conectar tablas, lo que puede ralentizar y complicar el proceso a medida que aumenta el número de relaciones. | Recorren las aristas directamente, lo que las hace más rápidas e intuitivas para las consultas orientadas a relaciones. |
Lenguaje de las consultas | Lenguaje de consulta estructurada (SQL) y sus derivados. | Graph Query Language (GQL), Cypher y Gremlin. |
Casos prácticos | Destaca en entornos estructurados y predecibles, como los sistemas financieros o la gestión de inventario. | Ideal para aplicaciones en las que las relaciones son fundamentales, como las redes sociales, la detección de fraudes o la optimización de rutas. |
Función
Bases de datos relacionales
Representa gráficamente bases de datos
Estructura de los datos
Usa filas y columnas en esquemas estrictos con propiedades predefinidas. Añadir una nueva relación requiere una reestructuración.
Modela los datos como nodos y aristas, lo que permite establecer relaciones flexibles sin esquemas predefinidos.
Eficiencia de las consultas
Dependen de las operaciones JOIN para conectar tablas, lo que puede ralentizar y complicar el proceso a medida que aumenta el número de relaciones.
Recorren las aristas directamente, lo que las hace más rápidas e intuitivas para las consultas orientadas a relaciones.
Lenguaje de las consultas
Lenguaje de consulta estructurada (SQL) y sus derivados.
Graph Query Language (GQL), Cypher y Gremlin.
Casos prácticos
Destaca en entornos estructurados y predecibles, como los sistemas financieros o la gestión de inventario.
Ideal para aplicaciones en las que las relaciones son fundamentales, como las redes sociales, la detección de fraudes o la optimización de rutas.
Las bases de datos de grafos suelen funcionar bien en aplicaciones en las que es fundamental comprender las relaciones entre puntos de datos. Estos son algunos casos prácticos destacados:
Las bases de datos de grafos posibilitan funciones como las recomendaciones de amigos, la identificación de influencers y la detección de comunidades. Al analizar el grafo social y las conexiones entre usuarios, publicaciones e interacciones, las plataformas pueden ofrecer experiencias personalizadas y descubrir información valiosa.
En el sector de las finanzas y el comercio electrónico, las bases de datos de grafos pueden ayudar a detectar patrones fraudulentos al asignar transacciones, cuentas y dispositivos. Son excelentes para detectar vínculos ocultos, como cuentas que comparten direcciones IP o datos de tarjetas de crédito. Cuando un nodo está muy conectado a nodos fraudulentos conocidos, genera sospechas.
Las empresas de transporte y logística utilizan bases de datos de grafos para optimizar las rutas de entrega. Al analizar los nodos (ubicaciones) y las aristas (rutas), pueden minimizar los tiempos de desplazamiento, reducir los costes y mejorar la eficiencia.
En el caso del comercio electrónico, las bases de datos de grafos pueden mejorar las recomendaciones personalizadas conectando a los usuarios con los productos con los que han interactuado (comprado, visto o valorado) y con otros productos o usuarios similares en función de esas interacciones.
Hay varios proveedores de bases de datos de grafos, con productos que ofrecen diferentes funciones para casos prácticos específicos.
Además de los proveedores de bases de datos de grafos especializadas, también hay extensiones de grafos para bases de datos tradicionales. Spanner Graph, por ejemplo, es un producto de base de datos de grafos de Google Cloud desarrollado sobre la base de datos relacional Spanner, diseñada para operar a escala global. Combina una coherencia inmediata, escalabilidad horizontal y despliegues multirregionales.
Neo4j es una base de datos de grafos especializada, disponible en Google Cloud, que ofrece un alto rendimiento para consultas complejas, como cálculos de rutas más cortas y detección de comunidades. Utiliza un lenguaje de consulta optimizado para grafos y es adecuada para visualizar relaciones y obtener información valiosa.
AWS Neptune es un servicio de bases de datos de grafos de Amazon Web Services. Admite modelos de grafos populares, como los grafos de propiedades y los grafos RDF.
Aunque no es una base de datos en sí, Enterprise Knowledge Graph (EKG) es una solución de Google Cloud que usa principios de grafos para consolidar, estandarizar y conciliar datos empresariales fragmentados de distintas fuentes. Ayuda a crear un modelo de grafos unificado y semánticamente enriquecido del conocimiento de una organización, que luego se puede usar para optimizar aplicaciones de IA avanzadas, búsquedas contextuales y una vista completa de 360 grados de entidades como clientes o productos.
La base de datos Spanner de Google Cloud combina funciones relacionales y de grafos mediante Spanner Graph, lo que ofrece coherencia global, escalabilidad horizontal y la flexibilidad necesaria para gestionar datos de grafos y relacionales en un entorno unificado. Por eso, es ideal para implementaciones diversas y a gran escala.
Puedes implementar diferentes tipos de bases de datos de grafos en función de tus necesidades. Las soluciones específicas, como Neo4j o AWS Neptune, se centran exclusivamente en operaciones nativas de grafos, mientras que las bases de datos multimodelo, como Spanner Graph, combinan modelos relacionales y de grafos en un solo sistema, lo que ofrece flexibilidad para diversos requisitos de datos.
Los nodos representan entidades individuales, como personas, productos o ubicaciones. Las aristas son las conexiones o relaciones entre esos nodos, como una amistad, una compra o una ruta entre dos ubicaciones.
Puede ser útil usar una base de datos de grafos cuando las relaciones entre los datos son tan importantes como los propios datos. Una base de datos de grafos es mucho más rápida e intuitiva para casos como redes sociales, motores de recomendación y detección de fraudes, en los que es necesario analizar conexiones complejas.
En muchas aplicaciones modernas, es posible que necesites ambas. Piensa en tu base de datos relacional (como PostgreSQL o MySQL) como la base sólida de tu arquitectura de datos. Es muy fiable para almacenar los datos principales de tu empresa (clientes, productos y transacciones) con una gran integridad de los datos.
Si también necesitas entender las relaciones complejas y cambiantes entre esos datos, una base de datos de grafos es útil. Está diseñada para responder a preguntas sobre conexiones que resultan más engorrosas para una base de datos relacional, como "¿Qué clientes se han visto influenciados por esta campaña de marketing?".
Las dos bases de datos pueden formar una combinación muy potente. Tu base de datos relacional almacena el "qué" (el cliente, el producto), mientras que la base de datos de grafos explora el "cómo" (cómo se conecta ese cliente con otros clientes y productos).
Las bases de datos de grafos están diseñadas para gestionar datos muy interconectados y ofrecen ventajas que las hacen esenciales para aplicaciones orientadas a relaciones. Estas son algunas de sus principales ventajas:
Consultas más rápidas de datos conectados
Al recorrer directamente las aristas en lugar de depender de costosas operaciones JOIN, las bases de datos de grafos ofrecen un rendimiento más rápido y eficiente para las consultas con muchas relaciones, como descubrir la ruta más corta o detectar clústeres.
Escalabilidad para redes en crecimiento
Las bases de datos de grafos gestionan conjuntos de datos grandes y cambiantes sin problemas, por lo que son ideales para sectores con modelos de datos dinámicos, como las redes sociales, las finanzas y las telecomunicaciones.
Flexibilidad en la estructura de datos
Gracias a sus diseños sin esquema, las bases de datos de grafos permiten añadir o cambiar nodos y aristas fácilmente sin necesidad de reorganizar la base de datos de forma significativa. Esta flexibilidad es útil en situaciones en las que la naturaleza de las relaciones de datos cambia con frecuencia.
Analíticas e información especializadas
Las bases de datos de gráficos admiten algoritmos avanzados, como los de detección de comunidades y análisis de enlaces, para extraer datos y métricas a partir de relaciones complejas. Estas funciones son muy útiles para descubrir patrones ocultos y tomar decisiones basadas en datos.
Modelado de relaciones intuitivo
Las bases de datos de gráficos usan nodos y ramas para reflejar las relaciones del mundo real, lo que facilita la representación y el análisis de redes complejas, como las interacciones sociales, las cadenas de suministro o los sistemas de recomendación.
Reconocimiento contextual mejorado
Al almacenar el significado y el tipo de relaciones, no solo los datos, las bases de datos de gráficos permiten que los sistemas (especialmente en la IA) obtengan una comprensión más profunda de los datos, lo que puede ser fundamental para tareas como la búsqueda contextual precisa y la fundamentación de modelos de IA en hechos verificables.
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