Database Replication là gì? Sao chép cơ sở dữ liệu hoạt động như thế nào?

Database Replication là gì?

Database Replication hay sao chép cơ sở dữ liệu đề cập đến quá trình sao chép dữ liệu từ cơ sở dữ liệu chính sang một hoặc nhiều cơ sở dữ liệu bản sao để cải thiện khả năng truy cập dữ liệu cũng như cải thiện khả năng xảy ra lỗi và độ tin cậy của hệ thống.

Sao chép cơ sở dữ liệu thường là một quá trình đang diễn ra trong thời gian thực khi dữ liệu được tạo, cập nhật hoặc xóa trong cơ sở dữ liệu chính nhưng nó cũng có thể xảy ra dưới dạng dự án hàng loạt một lần hoặc theo lịch trình.

Quy trình sao chép dữ liệu là gì?

Quá trình sao chép dữ liệu đề cập đến cách dữ liệu được sao chép từ cơ sở dữ liệu này sang cơ sở dữ liệu khác. Sao chép cơ sở dữ liệu có thể được thực hiện dưới dạng một lần xuất hiện duy nhất, được sử dụng như một công cụ trong các dự án di chuyển dữ liệu hoặc một quy trình đang diễn ra liên tục liên quan đến việc sao chép và phân phối dữ liệu tới nhiều nguồn dữ liệu. Quy trình đảm bảo rằng các thay đổi, bổ sung và xóa được thực hiện trên cơ sở dữ liệu nguồn sẽ tự động được đồng bộ hóa với các cơ sở dữ liệu đích khác khi cần những thay đổi đó.

Nói một cách đơn giản, quá trình sao chép dữ liệu liên quan đến một hoặc nhiều “nhà xuất bản” và một hoặc nhiều “người đăng ký”, theo mẫu phần mềm Nhà xuất bản - Người đăng ký truyền thống. Bất kỳ cập nhật nào xảy ra trên hệ thống “nhà xuất bản” sau đó sẽ được sao chép vào cơ sở dữ liệu của “người đăng ký”. Nếu hệ thống là hai chiều, người dùng có thể thực hiện các thay đổi trong cơ sở dữ liệu người đăng ký, người đăng ký sao chép chúng vào cơ sở dữ liệu của nhà xuất bản, sau đó phân phối các thay đổi cho tất cả người đăng ký khác trong mạng.

Hầu hết, người đăng ký có kết nối cố định với nhà xuất bản để cho phép thay đổi hoặc cập nhật diễn ra tự động mà không cần bất kỳ loại can thiệp thủ công nào. Những cập nhật này có thể xảy ra trong khoảng thời gian hàng loạt định kỳ hoặc có thể được kích hoạt và áp dụng trong thời gian thực.

Lợi ích của việc sao chép cơ sở dữ liệu

Dưới đây là một vài lợi ích từ việc sao chép cơ sở dữ liệu:

• Database Replication cho phép người dùng có quyền truy cập vào dữ liệu không đồng bộ trên nhiều vị trí địa lý khác nhau, bao gồm cả những vị trí gần họ nhất.
• Database Replication cải thiện hiệu suất đọc bằng cách cho phép nhiều hệ thống truy cập, giảm bớt sự căng thẳng cho một hệ thống.
• Sao chép cơ sở dữ liệu làm cho dữ liệu đáng tin cậy hơn, bền hơn và hệ thống dữ liệu linh hoạt hơn.
• Nó cải thiện khả năng khôi phục dữ liệu sau thảm họa vì có thể tạo và lưu trữ nhiều bản sao dữ liệu ở các vị trí khác nhau, kể cả trên các nền tảng đám mây khác nhau.
• Sao chép cơ sở dữ liệu cũng giúp kích hoạt các trường hợp sử dụng phân tích dễ dàng hơn vì dữ liệu có thể được tải vào nền tảng phân tích mà không ảnh hưởng đến hiệu suất hoặc độ tin cậy của nguồn dữ liệu.

Tầm quan trọng của sao chép cơ sở dữ liệu

Dựa trên những lợi ích trên, tầm quan trọng của việc sao chép cơ sở dữ liệu có thể được nhìn thấy trong các doanh nghiệp áp dụng nó. Ví dụ:

• Tính sẵn sàng của dữ liệu cao: Sao chép dữ liệu đảm bảo rằng bạn luôn có sẵn dữ liệu cho người dùng. Ngay cả khi có thể phát sinh sự cố với một trong các cơ sở dữ liệu được sao chép, người dùng vẫn có thể truy cập các bản sao của cơ sở dữ liệu được tìm thấy ở các vị trí khác.
• Giảm tải máy chủ: Cơ sở dữ liệu phân tán, được sao chép yêu cầu ít sức mạnh xử lý hơn cho mỗi máy chủ do dữ liệu đang được xử lý và lưu trữ trên nhiều máy chủ. Việc phân phối xử lý và lưu trữ này dẫn đến việc giảm tải trên các máy chủ so với một máy chủ duy nhất xử lý tải và gặp phải các vấn đề về hiệu suất.
• Độ nhạy cao hơn: Hiệu suất mạng được cải thiện khi các bản sao dữ liệu được tìm thấy ở nhiều vị trí. Điều này giúp giảm thời gian khứ hồi để truy xuất dữ liệu do các bản sao gần người dùng hơn.
• Dữ liệu chính xác và đáng tin cậy hơn: Với việc sao chép cơ sở dữ liệu tại chỗ, dữ liệu được xử lý và cập nhật liên tục để khớp với dữ liệu nguồn, tăng tính toàn vẹn và độ tin cậy của dữ liệu.
• Khôi phục thảm họa: Sao chép cơ sở dữ liệu có tác động tích cực đến khả năng phục hồi và khả năng phục hồi của dữ liệu. Các phiên bản dữ liệu mới nhất có thể được truy xuất trong trường hợp một máy chủ cụ thể bị hỏng để tránh mất dữ liệu và cung cấp quy trình quản lý thảm họa tốt hơn.

Các loại sao chép cơ sở dữ liệu

Có nhiều kiểu database replication khác nhau có thể được áp dụng. Việc chọn một kiểu sao chép cụ thể sẽ phụ thuộc phần lớn vào doanh nghiệp của bạn và những gì bạn muốn làm với dữ liệu. Dưới đây là các loại sao chép cơ sở dữ liệu.

• Sao chép toàn bộ bảng: Sao chép toàn bộ bảng sao chép mọi thứ từ cơ sở dữ liệu nguồn sang bộ lưu trữ đích. Nó chuyển các hàng mới, cập nhật và hiện có từ nhà xuất bản sang người đăng ký. Nó cho phép các hoạt động xóa cứng nhưng phương pháp sao chép này có liên quan đến chi phí bảo trì cao do yêu cầu về sức mạnh xử lý và băng thông mạng cần thiết để sao chép mọi thứ đều cao. Nó đặt gánh nặng lên mạng và có thể gây ra sự chậm trễ trong quá trình sao chép, đặc biệt là khi khối lượng dữ liệu lớn.
• Sao chép ảnh chụp nhanh: Kiểu sao chép cơ sở dữ liệu này chụp nhanh cơ sở dữ liệu nguồn và sao chép dữ liệu trong cơ sở dữ liệu đích đích. Nó không quan tâm đến những thay đổi được thực hiện trên dữ liệu như mới, cập nhật hoặc xóa, thay vào đó, nó tạo một bản sao của những gì nó chụp được tại thời điểm đó. Chế độ sao chép này tốt nhất được sử dụng khi các thay đổi được thực hiện đối với dữ liệu không thường xuyên. Nó nhanh hơn sao chép toàn bộ bảng nhưng không lưu giữ bản ghi của dữ liệu bị xóa cứng.
• Hợp nhất sao chép: Hợp nhất sao chép hợp nhất hai hoặc nhiều cơ sở dữ liệu thành một cơ sở dữ liệu duy nhất. Nó thường được tìm thấy trong các mô hình từ máy chủ đến máy khách và cho phép cả nhà xuất bản và người đăng ký thực hiện các thay đổi độc lập.
• Sao chép gia tăng dựa trên khóa: Phương pháp sao chép này quét các khóa hoặc chỉ mục trong DBMS để kiểm tra các thay đổi như xóa, mới và cập nhật. Sau đó, quá trình sao chép chỉ sao chép các khóa sao chép có liên quan vào cơ sở dữ liệu bản sao để phản ánh những thay đổi kể từ lần cập nhật cuối cùng. Các khóa này thường là dấu thời gian, dấu ngày tháng hoặc số nguyên. Quá trình này diễn ra nhanh chóng vì chỉ những thay đổi được đánh dấu mới được sao chép vào cơ sở dữ liệu bản sao. Thật không may, phương pháp này không hỗ trợ xóa cứng vì giá trị khóa cũng bị xóa khi bản ghi bị xóa trong cơ sở dữ liệu chính.
• Sao chép gia tăng dựa trên nhật ký: Loại sao chép này sao chép dữ liệu dựa trên tệp nhật ký nhị phân của cơ sở dữ liệu. Tệp nhật ký nhị phân, khi được quét, cung cấp thông tin về các thay đổi như chèn, cập nhật và xóa đã xảy ra trong cơ sở dữ liệu chính. Những thay đổi tương tự này sau đó được thực hiện trong cơ sở dữ liệu đích. Đây là giải pháp phổ biến nhất vì nó rất hiệu quả đối với cơ sở dữ liệu tĩnh và được hỗ trợ bởi hầu hết các nhà cung cấp cơ sở dữ liệu bao gồm MySQL, PostgreSQL, Oracle và MongoDB.
• Sao chép giao dịch: Trước tiên, sao chép giao dịch tất cả dữ liệu hiện có từ cơ sở dữ liệu nguồn vào vị trí đích, sau đó với bất kỳ bước phát triển mới nào trong dữ liệu nguồn, cùng một giao dịch được thực hiện trong các bản sao. Mặc dù đây là một cách tiếp cận hiệu quả để sao chép, nhưng các bản sao chủ yếu được sử dụng cho các thao tác đọc và có thể không hỗ trợ các thao tác tạo, xóa và cập nhật.

Thách thức của database replication

Database replication - sao chép dữ liệu cũng đi kèm với một số thách thức. Một số trong số này là rõ ràng và một số khác có thể ẩn và ít được biết hơn một chút. Một vài thách thức được đề cập dưới đây:

• Chi phí cao: Việc duy trì và chạy nhiều bản sao dữ liệu trên nhiều vị trí máy chủ khác nhau sẽ dẫn đến chi phí quản lý và cơ sở hạ tầng cao. Điều này là do bạn sẽ phải cung cấp phần cứng và nhiều sức mạnh xử lý để đảm bảo rằng cơ sở dữ liệu hoạt động tối ưu, cũng như một nhóm để đảm bảo mọi thứ hoạt động trơn tru và duy trì cơ sở hạ tầng.
• Băng thông mạng cao: Để có tính nhất quán giữa các bản sao, cần có băng thông mạng cao để đảm bảo hoạt động trơn tru vì nó phục vụ cho lưu lượng truy cập tăng lên. Điều này cũng sẽ làm tăng chi phí để xây dựng và duy trì một mạng có khả năng xử lý lưu lượng như vậy.
• Dữ liệu không nhất quán: Việc sao chép dữ liệu từ các vị trí khác nhau ở các khoảng thời gian khác nhau có thể dẫn đến những thách thức có thể phát sinh từ việc cố gắng đồng bộ hóa dữ liệu. Khi điều này xảy ra, dữ liệu được tìm thấy ở các vị trí có thể không được đồng bộ hóa, do đó gây ra sự không nhất quán có thể dẫn đến phân tích không chính xác và có thể tác động tiêu cực đến khách hàng và doanh nghiệp.
• Mất dữ liệu: Dữ liệu có thể bị mất khi thực hiện sao chép cơ sở dữ liệu. Điều này có thể phát sinh khi sử dụng các công nghệ không phù hợp và khi dữ liệu không chính xác được sao chép hoặc các lần cập nhật dữ liệu không được tính đến. Đây cũng có thể là một trong những thách thức khó khăn hơn để phát hiện và sửa chữa.

Trên đây là thông tin nội dung bài viết database replication là gì cũng như những lợi ích và thách thức của công cụ này. Database replication sẽ đảm bảo rằng dữ liệu luôn sẵn sàng cho người dùng.