Данные — это кровь любого бизнеса. Это ключ к успеху, необходимый для сбора информации, принятия решений и улучшения операций.
Бизнес полагается на свои данные и приложения, чтобы работать каждый день. Но что происходит, когда одна из их баз данных или систем выходит из строя?
Вся важная бизнес-информация и данные могут оказаться под угрозой.
К счастью, есть способы предотвратить это. Одним из наиболее эффективных методов защиты бизнес-данных является репликация баз данных. Это то, к чему каждый малый, средний и крупный бизнес должен адаптироваться, чтобы выжить в условиях конкуренции.
В этой статье я расскажу, что такое репликация данных, как она работает и другие важные аспекты.
Итак, приступим!
Что такое репликация базы данных?
Перенос данных из исходной базы данных в одну или несколько целевых баз данных называется репликацией базы данных. Часто это влечет за собой копирование или потоковую передачу данных из одной базы данных в другую, чтобы все пользователи могли получить доступ к синхронизированным данным, независимо от того, какую систему они используют для их просмотра.
Если данные изменяются, инструмент репликации данных гарантирует, что изменения также будут реализованы в целевой базе данных. В результате создается распределенная сеть хранения данных с большей доступностью в нескольких местах, что позволяет каждому быстро получить доступ к жизненно важным и актуальным данным.
Используя решение для репликации данных, вы, вероятно, заметите улучшение согласованности данных на каждом узле, снижение избыточности данных, более значительную надежность данных и, в конечном итоге, повышение производительности.
Репликация базы данных может происходить в режиме реального времени, когда данные создаются, редактируются и уничтожаются в исходной базе данных или как часть пакетной операции.
Как работает репликация данных?
Репликация базы данных может выполняться однократно или в виде непрерывного процесса. В нем задействованы все источники данных организации, а система управления распределенной базой данных (DDBMS) используется для передачи или распределения данных по всем источникам.
Любые изменения, добавления и удаления, сделанные в исходной базе данных, автоматически синхронизируются с другими целевыми базами данных, если эти изменения требуются. В соответствии с общепринятой парадигмой программного обеспечения «издатель-подписчик» в процессе репликации данных участвуют один или несколько «издателей» и «подписчиков».
Кредит изображения: Майкрософт
«Издатель» — это система или исходная база данных, в которой вносятся изменения, а «подписчик» — это система, в которой реплицируются изменения.
Любые модификации, выполненные в системе «издателя», затем реплицируются в базы данных «подписчика». Пользователи также могут вносить изменения в базы данных подписчиков, которые затем реплицируются в базе данных издателя. Это распространяет изменения на всех других абонентов в сети, если система является двунаправленной.
Кроме того, у большинства подписчиков есть фиксированная связь с издателем, что позволяет автоматически вносить изменения или обновления без ручного вмешательства. Эти обновления могут происходить партиями через равные промежутки времени или могут инициироваться и применяться в режиме реального времени.
Типы репликации базы данных
Некоторые из типов репликации базы данных:
№1. Полнотабличная репликация
Репликация полной таблицы создает копию полной исходной базы данных в целевом хранилище. Он перемещает строки от издателя к подписчику, включая новые, измененные и существующие строки.
Однако этот подход к репликации связан с высокими затратами на обслуживание из-за требований к вычислительной мощности и пропускной способности сети, необходимых для копирования всего. Это нагружает сеть и может создавать задержки репликации, особенно при большом объеме данных.
№ 2. Репликация моментальных снимков
Моментальный снимок исходной базы данных используется в этой репликации базы данных для репликации данных в целевой базе данных. Он не учитывает изменения данных, такие как новые, обновленные или удаленные; вместо этого он создает копию того, что он собирает в то время.
Когда изменений данных очень мало, этот метод репликации предпочтительнее. Это значительно быстрее, чем репликация полной таблицы, но она не отслеживает безвозвратно удаленные данные.
№3. Репликация слиянием
Репликация слиянием — это процесс, который передает и распределяет объекты базы данных и данные из одной базы данных в другую с синхронизацией базы данных. Это сложно, поскольку этот процесс позволяет подписчикам и издателям изменять базу данных, что приводит к частым конфликтам данных, связанных с версиями.
Агенты слияния, развернутые на серверах, синхронизируют все изменения и следуют предварительно определенному процессу разрешения конфликтов, чтобы устранить любой конфликт данных.
№ 4. Инкрементная репликация на основе ключей
Инкрементная репликация на основе ключей проверяет ключи или индексы в базе данных на наличие таких изменений, как удаление, создание и обновление. Затем механизм репликации копирует только необходимые ключи репликации в базу данных реплики, чтобы отразить изменения с момента последнего обновления. Эти ключи обычно представляют собой отметку времени, дату или целое число.
Поскольку в базу данных реплики реплицируются только указанные изменения, процесс выполняется быстрее. К сожалению, этот метод не позволяет выполнять принудительное удаление, поскольку критическое значение удаляется путем стирания записи первичной базы данных.
№ 5. Инкрементная репликация на основе журнала
Этот тип репликации базы данных дублирует данные в соответствии с двоичным файлом журнала базы данных. После проверки двоичного файла журнала он предоставит вам информацию об изменениях, внесенных в основную базу данных, например об обновлениях, вставках или удалениях. Затем те же изменения или обновления выполняются в вашей целевой базе данных.
Это один из наиболее широко используемых методов репликации данных, поскольку он эффективен, особенно для статических баз данных. Кроме того, его поддерживают большинство поставщиков баз данных, включая Oracle, MongoDB, MySQL и PostgreSQL.
№ 6. Транзакционная репликация
При изменении исходных данных репликация транзакций перемещает все существующие данные из исходной базы данных в целевое расположение. Затем он выполняет ту же транзакцию в репликах.
Хотя это эффективный метод репликации, модели находят применение в основном в операциях чтения и могут не позволять создавать, удалять или обновлять операции.
Почему важна репликация БД?
Репликация базы данных важна по следующим причинам:
Надежность и доступность данных
Репликация данных повышает доступность данных. Это играет важную роль, когда сервер выходит из строя при необычных обстоятельствах, предоставляя резервные копии базы данных. Таким образом, это может сэкономить ваш день, потому что данные доступны в других местах. Кроме того, он повышает надежность данных, надежно сохраняя актуальные последние данные на нескольких серверах.
Аварийное восстановление
Репликация базы данных полезна в случае сбоя сервера. Это прекрасный метод аварийного управления и восстановления, поскольку он реплицирует и сохраняет данные и последние изменения на других серверах, а не на одном сервере.
Производительность сервера
Доступ к данным намного быстрее, когда данные обрабатываются и обрабатываются на нескольких серверах. Кроме того, администраторы могут высвободить циклы обработки на исходном сервере для более ресурсоемких операций записи, направив все операции чтения данных на реплику.
Лучшая производительность сети
Хранение нескольких копий одних и тех же данных в разных местах может уменьшить задержку доступа к данным, поскольку вы можете получить соответствующие данные из места, где выполняется транзакция.
Например, пользователи в европейских странах могут испытывать проблемы с задержкой при доступе к данным из австралийских центров обработки данных. Таким образом, размещение копии этих данных рядом с пользователем может сократить время доступа, компенсируя нагрузку на сеть.
Улучшенная производительность тестовой системы
Репликация базы данных упрощает распространение и синхронизацию данных для тестовых систем, которым требуется быстрый доступ для более быстрого принятия решений.
Резервное копирование базы данных и репликация базы данных
И резервное копирование базы данных, и репликация базы данных различаются по нескольким параметрам. Вот некоторые из них:
- Резервные копии базы данных должны быть реконструированы и восстановлены, прежде чем их можно будет использовать. В отличие от резервных копий базы данных, репликация данных не требует реконструкции и может быть использована немедленно.
- Резервные копии базы данных состоят из файлов или папок, файлов данных базы данных и файлов приложений, в зависимости от организационных протоколов резервного копирования и восстановления. Напротив, репликация базы данных часто используется для дублирования полных томов или файловых систем, баз данных и приложений.
- Резервное копирование и репликация являются мерами защиты данных. Первый касается снижения целевых показателей точки восстановления (RPO) и предотвращения потери данных. В то время как последний предназначен для сокращения целевого времени восстановления (RTO), обеспечения непрерывности бизнеса и сведения к минимуму времени простоя.
- Резервное копирование базы данных — недорогой метод предотвращения полной потери данных. Это необходимо для соблюдения требований и не гарантирует бесперебойной работы. Напротив, репликация обеспечивает постоянную доступность бизнес-приложений и процессов даже после отключения электроэнергии.
- Резервное копирование базы данных связано с соблюдением нормативных требований и детальным восстановлением, таким как долгосрочное хранение записей компании. С другой стороны, репликация и восстановление базы данных сосредоточены на аварийном восстановлении, быстром и простом возобновлении операций после сбоя или повреждения.
- Резервное копирование базы данных обычно используется на рабочем месте для всего, от производственных серверов до настольных компьютеров. Напротив, репликация базы данных часто используется для критически важных приложений, которые должны быть всегда доступны.
Методы репликации базы данных
Организации могут реплицировать данные, следуя точной методике перемещения данных. Эти стратегии отличаются от типов репликации, описанных выше.
№1. Полная репликация базы данных
Полная репликация базы данных реплицирует всю базу данных для использования на разных хостах. Это обеспечивает наиболее значительный объем избыточности и доступности данных. Для глобальных предприятий это позволяет пользователям в Азии получать доступ к тем же данным, что и их коллегам в Северной Америке, с той же скоростью. В случае сбоя азиатского сервера пользователи могут использовать свои европейские или североамериканские серверы в качестве резервной копии.
Однако недостатком этого метода является медленная процедура обновления. Также трудно обеспечить единообразие местоположения каждого файла, что важно, если данные постоянно изменяются.
№ 2. Частичная репликация базы данных
Частичная репликация базы данных — это процесс, посредством которого данные в базе данных разделяются на части и сохраняются в разных местах в зависимости от актуальности каждого сайта.
Страховые агенты, финансовые консультанты и специалисты по продажам извлекают выгоду из частичного копирования. Эти сотрудники могут переносить частичные базы данных на другие устройства или ноутбуки и регулярно синхронизировать их с центральным сервером.
Для аналитиков может быть более экономичным хранить европейские данные в Европе, австралийские данные в Австралии и т. д. Это означает, что данные должны храниться рядом с потребителями, при этом полный набор данных хранится в штаб-квартире для высокоуровневого анализа.
Недостатки репликации базы данных
Хотя репликация данных может принести значительную пользу вашей работе и фирме, она также имеет следующие недостатки:
Более высокие затраты
Когда данные реплицируются и хранятся в нескольких местах, требуется больше места для хранения и вычислительных ресурсов. Этот повышенный спрос на оборудование и вычислительные ресурсы может привести к увеличению затрат, включая покупку и обслуживание дополнительных устройств хранения, серверов и сетевой инфраструктуры.
Временные ограничения
Репликация данных — это сложный процесс, который включает копирование данных из одного места в несколько других мест и поддержание согласованности во всех копиях. Этот процесс может занять значительное время, особенно для организаций, которым необходимо реплицировать большие объемы данных.
Пропускная способность
По мере увеличения объема реплицируемых данных требования к полосе пропускания также возрастают, что может вызвать нагрузку на сетевые ресурсы.
Несогласованные данные
При репликации данных в распределенной среде существует риск рассинхронизации данных, если обновления не выполняются последовательно во всех репликах. Это может привести к несогласованности данных и может потребовать дополнительных усилий для устранения.
Варианты использования репликации базы данных
Во многих случаях можно использовать репликацию данных, например:
Балансировка нагрузки
Путем репликации данных на несколько серверов нагрузка распределяется между этими серверами для повышения производительности. Таким образом, балансировка нагрузки гарантирует, что один сервер не будет перегружен слишком большим количеством запросов, а система останется доступной и отзывчивой даже в периоды высокой нагрузки.
Хранилище данных
Хранилище данных — это централизованное хранилище для хранения больших объемов данных из нескольких источников. Репликация данных из этих источников в хранилище данных позволяет организациям централизованно и организованно анализировать свои данные и составлять отчеты.
Межрегиональное развертывание
Репликация данных в несколько регионов позволяет организациям улучшить доступность и избыточность данных. Если в регионе произошел сбой, данные по-прежнему можно будет получить из другого региона. Кроме того, наличие данных в нескольких регионах может помочь повысить скорость доступа для пользователей в разных частях мира.
Резервное копирование и архивирование
Репликация данных во вторичное хранилище помогает организациям сохранять долговременную копию своих данных. Это позволяет им легко получать доступ к данным и гарантирует, что они не будут потеряны, даже если основное хранилище выйдет из строя.
Синхронизация данных
Репликация данных между несколькими системами помогает гарантировать, что данные везде будут синхронизированы, непротиворечивы и актуальны. Это важно для таких приложений, как электронная коммерция, где одни и те же данные должны быть доступны из нескольких систем.
Совместная работа на нескольких площадках
Репликация данных между несколькими сайтами позволяет организациям обмениваться данными в режиме реального времени, обеспечивая совместную работу и повышая производительность. Это особенно полезно для организаций с командами в нескольких местах или компаний, которым необходимо обмениваться данными с партнерами или клиентами.
Образовательные ресурсы
Вот несколько учебных ресурсов, которые помогут вам лучше понять тему:
№1. Репликация базы данных, Беттина Кемме
Эта книга поможет вам понять различные механизмы параллелизма и управления репликами, а также вопросы, связанные с ними.
№ 2. Репликация базы данных: полное руководство:
Эта книга подготовит вас к решению проблем репликации базы данных, объясняя и отвечая на ваши вопросы.
Заключение
Репликация данных — недооцененная стратегия в современном быстрорастущем мире, управляемом данными. Итак, если вы владелец бизнеса, вы будете удивлены его преимуществами.
Однако по мере роста числа источников и пунктов назначения предприятия должны быть готовы решать возникающие с этим проблемы. Вот почему вам может пригодиться надежная, масштабируемая стратегия репликации данных.
Вы также можете изучить некоторое полезное программное обеспечение для мониторинга базы данных для анализа производительности.