Data replication là gì? Sao chép dữ liệu có lợi ích như thế nào?

Data replication là gì?

Data replication hay sao chép dữ liệu là quá trình tạo ra nhiều bản sao dữ liệu và lưu trữ chúng ở những vị trí khác nhau trong hệ thống để thực hiện cho mục đích sao lưu.

Đây là một phương pháp giúp đảm bảo rằng tất cả thông tin luôn giống hệt nhau trong thời gian thực giữa tất cả những tài nguyên dữ liệu. Tương tự như phản chiếu dữ liệu, sao chép dữ liệu có thể được áp dụng cho cả máy tính cá nhân và máy chủ. Các bản sao dữ liệu có thể được lưu trữ trong cùng một hệ thống, máy chủ và ngoài trang web cũng như máy chủ trên đám mây.

Các công nghệ cơ sở dữ liệu phổ biến ngày nay có khả năng tích hợp sẵn hoặc sử dụng các công cụ của bên thứ ba để thực hiện sao chép dữ liệu. Sao chép dữ liệu có thể đồng bộ, nghĩa là mọi thay đổi được thực hiện đối với dữ liệu gốc sẽ được sao chép, thay đổi theo hoặc không đồng bộ, nghĩa là sao chép chỉ được bắt đầu khi khởi động câu lệnh Cam kết được chuyển đến cơ sở dữ liệu.

Data replication hoạt động như thế nào?

Data replication là sao chép dữ liệu từ máy chủ này sang máy chủ khác, chẳng hạn như giữa hai máy chủ cố định hoặc một máy chủ cố định sang hệ thống dữ liệu đám mây, v.v. Vấn đề là dữ liệu đạt được tính nhất quán trong thời gian thực cho tất cả người dùng, bất kể họ đang thực hiện truy cập dữ liệu từ đâu. 

Lợi ích của sao chép dữ liệu

Mặc dù việc sao chép dữ liệu có thể đòi hỏi rất nhiều yêu cầu về vấn đề chi phí, tính toán và kho lưu trữ, nhưng các doanh nghiệp vẫn sử dụng rộng rãi kỹ thuật quản lý cơ sở dữ liệu này để đạt được một hoặc nhiều mục tiêu sau:

Cải thiện tính sẵn có của dữ liệu

Khi một hệ thống cụ thể gặp trục trặc kỹ thuật do bị dính phần mềm độc hại hoặc thành phần phần cứng bị lỗi, dữ liệu vẫn có thể được truy cập từ một trang web hoặc ở một nút khác. Sao chép dữ liệu nâng cao khả năng phục hồi và độ tin cậy của hệ thống bằng cách lưu trữ dữ liệu tại nhiều nút trên mạng.

Tăng tốc độ truy cập dữ liệu

Trong các tổ chức có nhiều văn phòng chi nhánh quy mô rộng khắp trên toàn cầu, người dùng có thể gặp phải một số độ trễ nhất định khi truy cập dữ liệu từ quốc gia này sang quốc gia khác. Đặt bản sao trên máy chủ cục bộ cung cấp cho người dùng quyền truy cập dữ liệu và thời gian thực hiện truy vấn nhanh hơn.

Nâng cao hiệu suất máy chủ

Sao chép cơ sở dữ liệu giúp giảm tải một cách hiệu quả trên máy chủ chính bằng cách phân tán nó giữa các nút khác trong hệ thống phân tán, nhờ đó cải thiện hiệu suất mạng. Bằng cách định tuyến tất cả các thao tác đọc tới cơ sở dữ liệu bản sao, quản trị viên công nghệ thông tin có thể lưu trữ máy chủ chính cho các thao tác ghi yêu cầu nhiều sức mạnh xử lý hơn.

Nhanh chóng khắc phục sự cố thảm họa

Các doanh nghiệp thường dễ bị mất dữ liệu do vi phạm dữ liệu hoặc trục trặc phần cứng. Trong một sự cố thảm họa như vậy, dữ liệu có giá trị của nhân viên, cùng với thông tin khách hàng có thể bị xâm phạm. Sao chép dữ liệu tạo điều kiện thuận lợi cho việc khôi phục dữ liệu bị mất hoặc bị hỏng bằng cách duy trì các bản sao lưu chính xác tại các vị trí được giám sát tốt, từ đó góp phần tăng cường bảo vệ dữ liệu.

Những kiểu sao chép dữ liệu

Tùy thuộc vào các công cụ sao chép dữ liệu được sử dụng, có nhiều loại sao chép được các doanh nghiệp thực hiện ngày nay. Một số chế độ sao chép phổ biến như sau:

Sao chép dữ liệu toàn bộ bảng

Sao chép toàn bộ bảng có nghĩa là toàn bộ dữ liệu đều được sao chép. Điều này bao gồm dữ liệu mới cập nhật cũng như dữ liệu hiện có được sao chép từ nguồn cho đến đích. Phương pháp sao chép này thường đi kèm với chi phí cao hơn do yêu cầu về sức mạnh xử lý và băng thông mạng cao. Tuy nhiên, sao chép toàn bộ bảng có thể hữu ích khi phục hồi dữ liệu bị xóa cứng, cũng như dữ liệu không có khóa sao chép.

Sao chép giao dịch

Trong phương pháp này, phần mềm sao chép dữ liệu tạo ra các bản sao đầy đủ ban đầu của dữ liệu từ nguồn đến đích, sau đó cơ sở dữ liệu người đăng ký sẽ nhận được các bản cập nhật bất cứ khi nào dữ liệu được sửa đổi. Đây là chế độ sao chép hiệu quả hơn vì mỗi lần dữ liệu được thay đổi sẽ có ít hàng hơn được sao chép. Sao chép giao dịch thường được tìm thấy trong môi trường máy chủ đến máy chủ.

Sao chép ảnh chụp nhanh

Trong bản sao ảnh chụp nhanh, dữ liệu được sao chép chính xác tại bất kỳ thời điểm nào. Không giống như các phương pháp khác, sao chép Ảnh chụp nhanh không chú ý đến những thay đổi được thực hiện đối với dữ liệu. Chế độ sao chép này được sử dụng khi có các thay đổi được thực hiện đối với dữ liệu có xu hướng không thường xuyên; ví dụ: thực hiện đồng bộ hóa ban đầu giữa nhà phân phối và người đăng ký.

Hợp nhất bản sao

Kiểu sao chép này thường được tìm thấy trong môi trường từ máy chủ đến máy khách và cho phép cả nhà phân phối và người đăng ký thực hiện các thay đổi đối với dữ liệu một cách linh hoạt. Trong bản sao hợp nhất, dữ liệu từ hai hoặc nhiều cơ sở dữ liệu được kết hợp để tạo thành một cơ sở dữ liệu duy nhất, do đó góp phần vào sự phức tạp của việc sử dụng kỹ thuật này.

Sao chép gia tăng dựa trên khóa

Còn được gọi là thu thập dữ liệu gia tăng dựa trên từ khóa chính, kỹ thuật này chỉ sao chép dữ liệu đã thay đổi kể từ lần cập nhật cuối cùng. Các khóa có thể được xem như các thành phần tồn tại trong cơ sở dữ liệu kích hoạt sao chép dữ liệu. Vì chỉ một vài hàng được sao chép trong mỗi lần cập nhật nên chi phí thấp đi đáng kể. Tuy nhiên, nhược điểm nằm ở chỗ chế độ sao chép này không thể được sử dụng để khôi phục dữ liệu đã xóa cứng, vì giá trị khóa cũng sẽ bị xóa trắng cùng với bản ghi.

Sao chép và sao lưu dữ liệu có sự khác nhau như thế nào

Sao chép dữ liệu và sao lưu dữ liệu đều có mục đích chung là để tránh mất dữ liệu. Và mặc dù cả hai đều là thành phần cốt lõi trong chiến lược khắc phục sự cố, mất mát dữ liệu của một tổ chức, chúng vẫn có một số điểm khác biệt quan trọng.

• Sao lưu dữ liệu là bảo quản tài liệu dữ liệu lịch sử. Các bản sao lưu thu thập dữ liệu tại các thời điểm cụ thể, thường là trong giờ thấp điểm và chủ yếu được sử dụng cho mục đích lưu trữ hoặc quản lý.
• Sao chép dữ liệu là để bảo vệ tính liên tục của dữ liệu trong doanh nghiệp. Sao chép dữ liệu là một quá trình diễn ra thường xuyên nhằm tạo ra các bản sao của tất cả các ứng dụng và dữ liệu quan trọng trong kinh doanh, đồng bộ hóa dữ liệu và phân phối dữ liệu trên mạng.

Các bản sao liên tục được cập nhật, điều đó có nghĩa là nếu có sự cố xảy ra, bạn có thể nhanh chóng truy cập vào dữ liệu mới nhất của mình. Trên thực tế, tùy thuộc vào các yêu cầu về mục tiêu điểm khôi phục (RPO) và mục tiêu thời gian khôi phục (RTO) được nêu trong kế hoạch khắc phục sự cố, các tổ chức thường có thể truy cập dữ liệu và hệ thống của họ chỉ trong vài phút. Kiến trúc sư hệ thống, quản trị viên sẽ giúp bạn xác định cách tốt nhất để sao chép dữ liệu của mình nhằm đạt được RPO và RTO.

Sao chép dữ liệu trong DBMS

Data replication trong DBMS (máy chủ phân phối) có thể được thực hiện bằng sơ đồ sao chép phù hợp. Các sơ đồ sao chép được áp dụng rộng rãi như sau:

Sao chép dữ liệu đầy đủ

Sao chép đầy đủ có nghĩa là cơ sở dữ liệu hoàn chỉnh được sao chép tại mọi vị trí của hệ thống phân tán. Lược đồ này tối đa hóa tính khả dụng và dự phòng của dữ liệu trên một mạng diện rộng.

Ví dụ: người dùng mạng xuyên quốc gia có quyền truy cập vào cơ sở dữ liệu hoàn chỉnh từ máy chủ ở Châu Á nếu máy chủ ở Châu Âu hoặc Bắc Mỹ gặp sự cố kỹ thuật.

Sao chép đầy đủ cũng góp phần thực hiện nhanh hơn các truy vấn toàn cầu vì có thể nhận được kết quả từ bất kỳ máy chủ cục bộ nào. Nhược điểm của sao chép đầy đủ là quá trình cập nhật có xu hướng chậm hơn. Điều này làm cho việc cập nhật các bản sao dữ liệu ở mọi vị trí trở nên khá khó khăn.

Sao chép dữ liệu một phần

Sao chép một phần dữ liệu sẽ xảy ra khi chỉ một số đoạn nhất định của hệ thống cơ sở dữ liệu được sao chép dựa trên tầm quan trọng của các dữ liệu tại mỗi vị trí. Ở đây, số lượng bản sao có thể dao động từ một cho đến bằng tổng số nút ở trong hệ thống phân tán.

Trong môi trường doanh nghiệp, chế độ sao chép này có thể hữu ích cho các nhân viên của nhóm bán hàng và tiếp thị, nơi mà một phần cơ sở dữ liệu được lưu trữ trên máy tính cá nhân và thường xuyên được đồng bộ hóa với máy chủ chính.

Không sao chép

Trong chế độ sao chép này, chỉ có một đoạn tồn tại trên mỗi vị trí của hệ thống phân tán. Mặc dù việc khôi phục dữ liệu không sao chép khá dễ dàng nhưng nó có thể ảnh hưởng rất xấu đến tốc độ thực hiện những truy vấn do nhiều người dùng cùng truy cập vào một máy chủ trong cùng một khoảng thời gian. So với các lược đồ sao chép khác, việc không sao chép dữ liệu trong DBMS cung cấp dữ liệu kém khả dụng.

Data replication là giải pháp giúp bảo vệ dữ liệu hiệu quả và giúp người dùng có thể truy cập vào trong các hệ thống dữ liệu một cách nhanh chóng và đơn giản. Đây là phương pháp đang rất phổ biến tại các đơn vị doanh nghiệp hiện nay.