Enhancing query performance in graph databases through physical design

Abstract

Las bases de datos basadas en grafos se han vuelto cada vez más valiosas para modelar relaciones en sistemas complejos y redes sociales. Sin embargo, algunos aspectos críticos de estos sistemas, en particular los relacionados con la optimización de consultas y el almacenamiento de datos, aún no se han investigado a fondo. Es bien sabido que el diseño físico es un aspecto crítico de una base de datos, ya que afecta al rendimiento y la funcionalidad de las aplicaciones que soporta. El Linked Data Benchmark Council acoge el proyecto Social Network Benchmark, que busca promover el desarrollo de nuevas estrategias de diseño físico a través de un desafío que comprende dos grupos de consultas: un grupo de carga de trabajo interactiva y un grupo de carga de trabajo de inteligencia empresarial. Este artículo presenta estrategias de diseño físico propuestas y validadas que optimizan la búsqueda de datos en bases de datos orientadas a grafos. Las estrategias propuestas son la reescritura de consultas, la materialización de rutas y la creación de índices, que se implementaron para las 25 consultas del grupo de carga de trabajo inteligencia empresarial del SNB. La eficacia y la escalabilidad de las estrategias de diseño físico propuestas se validaron mediante experimentos. Se utilizó el motor Neo4j para evaluar las estrategias, con cargas de trabajo de 1, 10 y 100 GB. Los resultados muestran una reducción del tiempo de ejecución, en promedio, del 59% para la primera estrategia de diseño, del 77% para la segunda y del 45% para la tercera.