ما هو تكرار البيانات؟

يتم تعريف تكرار البيانات على أنه عملية إنشاء وتوزيع وإدارة نسخ من البيانات عبر مواقع متعددة لضمان توفرها بدرجة عالية وتكرار البيانات والتعافي من الكوارث في المؤسسة.

في الممارسة العملية، تتضمن عملية تكرار البيانات عادةً إجراءً آليًا ينسخ البيانات من قاعدة بيانات أساسية قاعدة بيانات المصدر إلى موقع ثانوي واحد أو أكثر. يمكن للمؤسسات تكرار البيانات باستمرار في وقت شبه فوري أو على فترات زمنية محددة، حسب متطلباتها من:

• حداثة البيانات
• أهداف وقت الاسترداد
• أهداف نقطة الاسترداد
• النطاق الترددي للشبكة المتاح
• حجم وتكرار تغييرات البيانات

تُرشد هذه المتطلبات المؤسسة أيضًا لتحديد ما إذا كانت عملية تكرار البيانات عمليةً لمرة واحدة أم مستمرة. ويهدف هذا الأخير إلى ضمان تحديث البيانات المُكررة بانتظام وتوافقها مع المصدر.

كيف تعمل عملية تكرار البيانات؟

يُجري تكرار البيانات نسخًا مستمرًا من موقع إلى آخر لضمان مزامنة نظامي المصدر والهدف. على سبيل المثال، يمكن تكرار البيانات من نظام محلي إلى آخر، ومن نظام محلي إلى آخر. قاعدة بيانات سحابيةأو حتى من سحابة إلى أخرى. باختصار، عند إضافة بيانات أو تحديثها أو حذفها من النظام الأصلي، تراقب عملية ما هذه التغييرات وتتأكد من نسخها بسرعة إلى نظام ثانوي. بهذه الطريقة، في حال حدوث أي خلل في النظام الأصلي، يمكن للبيانات المُكررة أن تحل محلها.

هناك طريقتان رئيسيتان لتكرار البيانات:

• تكرار البيانات المتزامنةفي التكرار المتزامن، يُكتب كل تغيير في كلا النظامين الأساسي والثانوي في الوقت نفسه. هذا يضمن تزامن النظامين تمامًا، مع أنه قد يُبطئ العملية قليلًا نظرًا لضرورة تأكيد كل تحديث من قِبل كلا النظامين.
• تكرار البيانات غير المتزامنمن ناحية أخرى، يُجري النسخ المتماثل غير المتزامن تغييرات على النظام الأساسي أولًا، ثم يُحدِّث النسخة الاحتياطية بعد فترة وجيزة. هذا النهج أسرع، ولكنه يعني أن النسخة الاحتياطية قد تتأخر قليلًا عن النظام الأساسي في أي لحظة.

أمثلة على تكرار البيانات

فيما يلي بعض أمثلة تكرار البيانات التي توضح كيفية استخدامها في الصناعات المختلفة:

قطاع الرعاية الصحية

إن تكرار السجلات الصحية الإلكترونية للمرضى عبر مستشفيات مختلفة داخل شبكة واحدة يضمن للأطباء والممرضات الوصول إلى المعلومات المهمة للمريض بغض النظر عن المنشأة التي يزورها المريض.

تمويل

يضمن تكرار بيانات المعاملات عبر الفروع الموزعة جغرافيًا اتساق أرصدة الحسابات وسجل المعاملات، بغض النظر عن مكان تفاعل العميل مع البنك. وهذا أمر بالغ الأهمية للحفاظ على الثقة والامتثال للأنظمة.

التجارة الإلكترونية

يضمن تكرار بيانات معالجة الطلبات أنه في حالة مواجهة أحد مراكز المعالجة لمشكلة، فما زال من الممكن تنفيذ الطلبات من موقع مكرر آخر، مما يقلل من الاضطرابات في تجربة العميل.

أتمتة تكرار البيانات باستخدام منصة حديثة تعتمد على الذكاء الاصطناعي

ابدأ تجربتي المجانية لمدة 14 يومًا

تكرار البيانات عبر بيئات مختلفة

لا يقتصر تكرار البيانات على قواعد البيانات، بل يُستخدم على نطاق واسع في أنظمة وبيئات مختلفة.

تكرار البيانات في أنظمة تخزين الملفات

في أنظمة تخزين الملفات، تستخدم المؤسسات تكرار البيانات لضمان استمراريتها وتوافرها. تُنشئ تقنيات مثل النسخ المتطابق نسخة طبق الأصل من البيانات على جهاز تخزين منفصل، مما يُتيح إمكانية التعافي الفوري من الأعطال في حال تعطل وحدة التخزين الرئيسية. تستخدم الأنظمة الأكثر تطورًا تقنيات مثل مصفوفة الأقراص المستقلة المتكررة (RAID) لتوزيع البيانات على أقراص متعددة، مما يُوفر مستويات متفاوتة من التكرار والأداء.

غالبًا ما تتضمن أنظمة تخزين الملفات أدوات مدمجة لإدارة تكرار البيانات، مما يضمن تطبيق التغييرات التي أُجريت على نظام الملفات الرئيسي (الأولي) على النسخ (النسخ المتماثلة). ولأن عمليات الملفات عادةً ما تكون أقل تعقيدًا من معاملات قواعد البيانات، فإن حل التغييرات المتعارضة يكون أسهل بكثير مقارنةً بأنظمة قواعد البيانات. ومع ذلك، فبينما يحمي تكرار الملفات البيانات الخام، فإنه لا يدعم بطبيعته التحويلات المنظمة على مستوى النظام. تكامل البيانات، أو رؤى في الوقت الفعلي - وهي فجوة حرجة للشركات التي تحتاج إلى بيانات متزامنة وجاهزة للتحليلات.

تكرار البيانات السحابية

تُطوّر منصات السحابة عملية التكرار من خلال تمكين توافر بيانات قابل للتوسع وموزع جغرافيًا. يُقدّم مُزوّدو الخدمات السحابية استراتيجيات تكرار تتراوح بين التكرار داخل المنطقة (على مستوى منطقة التوفر) والتكرار متعدد المناطق للتعافي من الكوارث واستمرارية الأعمال. تضمن هذه الآليات توافرًا عاليًا وتحملًا للأخطاء، إلا أن إدارة البيانات المُكررة سحابيًا عبر بيئات هجينة ومتعددة السحابات تُعقّد عملية المزامنة والحوكمة.

المنظمات التي تستخدم مستودعات البيانات السحابية or مهام سير عمل ETL يجب أن يتجاوز الأمر مجرد التكرار البسيط، بل يجب استيعاب البيانات المكررة وتحويلها وتوحيدها في صيغة منظمة وجاهزة للاستعلام. وهنا يأتي دور منصة تكامل البيانات الذكية يسد الفجوة، مما يسمح للشركات بتوحيد البيانات المتماثلة عبر بيئات سحابية مختلفة في مصدر واحد للحقيقة لإعداد التقارير واتخاذ القرارات.

تكرار البيانات في الأنظمة الموزعة

تعتمد هياكل الحوسبة الموزعة الحديثة على التكرار، ليس فقط لتجاوز الأخطاء، بل أيضًا لضمان أداء سلس للتطبيقات. فمن خلال حفظ نسخ من البيانات بالقرب من وحدات المعالجة أو المستخدمين النهائيين، يُمكّن التكرار من تنفيذ الاستعلامات بشكل أسرع واستجابة النظام.

ومع ذلك، تُطرح إدارة اتساق البيانات عبر البيئات الموزعة تحديات كبيرة. عادةً ما تُوازن المؤسسات بين:

• اتساق قوي، حيث تعكس جميع النسخ المتماثلة نفس الحالة على الفور (ضمان الدقة ولكن إضافة زمن الوصول).
• الاتساق في نهاية المطاف، حيث تتم مزامنة النسخ المتماثلة بمرور الوقت (مما يؤدي إلى تحسين الأداء ولكن إدخال تناقضات مؤقتة).

لمزامنة البيانات المتماثلة عبر قواعد البيانات الموزعة والمستودعات وواجهات برمجة التطبيقات، تستخدم الشركات أدوات أتمتة ETL مع خطوط أنابيب البيانات المتدفقة وقدرات التقاط بيانات التغيير (CDC). تضمن هذه الحلول توفر البيانات المكررة بشكل كبير، نظيفة، ومُحوّلة، وقابلة للاستخدام في التحليلات والتعلم الآلي وسير العمل التشغيلي.

هذا الموضوع ذو علاقة بـ: ما هو النسخ المتماثل لقاعدة البيانات؟

فوائد تكرار البيانات

يُعدّ تكرار البيانات استراتيجيةً بالغة الأهمية للشركات الحديثة التي تسعى إلى تحسين توافر البيانات ومرونتها وأدائها. فمن خلال إنشاء نسخ من البيانات وحفظها في مواقع متعددة، يمكن للمؤسسات الاستفادة من مجموعة من المزايا المهمة:

إمكانية الوصول إلى البيانات وتوافرها

يضمن تكرار البيانات سهولة الوصول إلى البيانات. هذا مفيد بشكل خاص للمنظمات متعددة الجنسيات المنتشرة في مواقع مختلفة. لذلك ، في حالة حدوث عطل في الأجهزة أو أي مشكلة أخرى في مكان واحد ، تظل البيانات متاحة للمواقع الأخرى.

التعافي من الكوارث

تتمثل الفائدة الرئيسية في تحسين استعادة البيانات بعد الكوارث وحماية البيانات. يضمن تكرار البيانات الاحتفاظ بنسخة احتياطية ثابتة في حال وقوع كارثة، أو عطل في الأجهزة، أو اختراق للنظام، مما قد يُعرّض البيانات للخطر.

لذا، إذا توقف النظام عن العمل بسبب أي من الأسباب المذكورة أعلاه، فلا يزال بإمكان المؤسسات الوصول إلى البيانات من موقع مختلف.

أداء الخادم

يمكن لتكرار البيانات أيضًا تحسين أداء الخادم وتعزيزه. فعندما تُجري الشركات نسخًا متعددة من البيانات على خوادم متعددة، يُمكن للمستخدمين الوصول إلى البيانات بشكل أسرع بكثير. علاوة على ذلك، عند توجيه عمليات القراءة إلى نسخة متماثلة، يُمكن للمسؤولين تقليل دورات المعالجة على الخادم الرئيسي لإجراء عمليات كتابة أكثر استنزافًا للموارد.

أداء أفضل للشبكة

يمكن تقليل الاحتفاظ بنسخ من نفس البيانات في مواقع مختلفة الوصول إلى البيانات زمن الوصول عن طريق استرداد البيانات المطلوبة من الموقع حيث يتم تنفيذ المعاملة.

على سبيل المثال ، قد يواجه المستخدمون في الدول الآسيوية أو الأوروبية مشكلات تتعلق بوقت الاستجابة عند الوصول إلى مراكز البيانات الأسترالية. ومع ذلك ، يمكن أن يؤدي وضع نسخة طبق الأصل من هذه البيانات في مكان ما بالقرب من المستخدم إلى تحسين أوقات الوصول أثناء موازنة الحمل على الشبكة.

دعم تحليلات البيانات

عادةً ما تقوم الشركات القائمة على البيانات بتكرار البيانات من مصادر عديدة في مخازن البيانات الخاصة بها ، مثل مستودعات البيانات أو بحيرات البيانات. هذا يسهل على فريق التحليلات المنتشر عبر مواقع مختلفة تنفيذ المشاريع المشتركة.

تحسين أداء نظام الاختبار

يبسط الازدواجية توزيع ومزامنة البيانات لـ أنظمة الاختبار التي تتطلب إمكانية الوصول السريع لاتخاذ قرارات أسرع.

أتمتة تكرار البيانات باستخدام منصة حديثة تعتمد على الذكاء الاصطناعي

ابدأ تجربتي المجانية لمدة 14 يومًا

أنواع نسخ البيانات

يمكن تصنيف استراتيجيات تكرار البيانات بطرق متعددة، وذلك بناءً على المتطلبات المحددة لزمن وصول البيانات وتعقيد البيئة. فيما يلي لمحة عامة عن بعض أنواع وتقنيات تكرار البيانات الشائعة:

1. بناءً على التوقيت:

• النسخ المتزامن: في هذه الطريقة، تُكتب تغييرات البيانات إلى جميع النسخ المتماثلة في آنٍ واحد قبل اعتبار المعاملة مكتملة على النظام الأساسي. يضمن هذا اتساقًا قويًا للبيانات في جميع النسخ المتماثلة. ومع ذلك، قد يؤدي ذلك إلى تأخير أطول، حيث يتعين على النظام الأساسي انتظار تأكيد جميع النسخ المتماثلة.
• النسخ المتماثل غير المتزامن: في التكرار غير المتزامن، تُكتب تغييرات البيانات أولاً إلى النظام الأساسي، ثم تُنشر إلى النسخ المتماثلة لاحقًا. يوفر هذا النهج زمن وصول أقل، إذ لا يحتاج النظام الأساسي إلى انتظار جميع النسخ المتماثلة. ومع ذلك، هناك احتمال لحدوث تضارب في البيانات في حال تعطل النظام الأساسي قبل اكتمال تكرار التغييرات.

2. بناءً على الاتجاه:

• التكرار أحادي الاتجاه (التكرار في اتجاه واحد): تتدفق البيانات في اتجاه واحد فقط، عادةً من مصدر رئيسي إلى نسخة أو أكثر للقراءة فقط. يُستخدم هذا غالبًا في إعداد التقارير أو في أحمال العمل كثيفة القراءة، حيث تُجرى التعديلات بشكل أساسي على المصدر.
• التكرار ثنائي الاتجاه (التكرار في الاتجاهين): يمكن أن تتدفق البيانات في كلا الاتجاهين بين قاعدتي بيانات. هذا يسمح بانعكاس التغييرات التي تُجرى على أي قاعدة بيانات على الأخرى. هذا مفيد في الحالات التي تحتاج فيها أنظمة متعددة إلى تحديث البيانات بشكل مستقل، ولكنه يُعقّد التعامل مع التعارضات المحتملة.
• التكرار متعدد الاتجاهات (التكرار من نظير إلى نظير): يمكن نسخ البيانات بين قواعد بيانات متعددة، حيث تعمل كل قاعدة بيانات كناشر ومشترك في آنٍ واحد. يوفر هذا توفرًا عاليًا ويُمكّن من توزيع أحمال الكتابة، ولكنه يزيد بشكل كبير من تعقيد حل النزاعات وإدارة اتساق البيانات.

3. بناءً على نطاق البيانات:

• التكرار الكامل: يتم نسخ قاعدة البيانات أو مجموعة البيانات بأكملها إلى النسخ المتماثلة. يوفر هذا نسخة كاملة من البيانات، ولكنه قد يستهلك موارد كثيرة من حيث التخزين وعرض النطاق الترددي للشبكة، خاصةً لقواعد البيانات الكبيرة. تكرار الجدول الكامل هي تقنية نسخ متماثل كاملة محددة، حيث يتم نسخ جدول كامل (أو مجموعة جداول) من قاعدة البيانات المصدر إلى قاعدة البيانات الهدف. يمكن أن يحدث هذا بشكل دوري أو كخطوة مزامنة أولية.
• التكرار الجزئي: يتم تكرار جزء من البيانات فقط. يمكن أن يعتمد ذلك على جداول أو صفوف (باستخدام عوامل تصفية) أو أعمدة محددة. يساعد التكرار الجزئي على توفير الموارد، ويمكن تخصيصه لتلبية احتياجات محددة، مثل تكرار بيانات معاملات محددة فقط في نظام تحليلي. تشمل الأنواع الشائعة للتكرار الجزئي ما يلي:

• • التكرار المعاملاتي: يُكرر المعاملات الفردية كما تحدث في قاعدة البيانات الأساسية إلى النسخ المتماثلة. هذا يضمن اتساقًا عاليًا في المعاملات. إحدى التقنيات الشائعة هي التكرار القائم على السجل يتم ذلك عن طريق قراءة سجلات المعاملات (أو السجلات الثنائية في بعض الأنظمة) لقاعدة البيانات المصدر ثم تطبيق إدخالات السجل هذه على قاعدة البيانات المستهدفة.
  • تكرار اللقطة: يأخذ نسخة (لقطة) من البيانات في نقطة زمنية محددة ويطبقها على النسخ المتماثلة. يُستخدم هذا غالبًا للمزامنة الأولية أو لتكرار البيانات التي لا تتغير كثيرًا.
  • دمج النسخ المتماثل: يسمح بإجراء تغييرات مستقلة على عدة نسخ متماثلة، ثم دمج هذه التغييرات في قاعدة البيانات الرئيسية والنسخ المتماثلة الأخرى. يُعد هذا مفيدًا للبيئات غير المتصلة أو المتصلة أحيانًا، ولكنه يتطلب آليات متطورة لحل النزاعات.
  • التكرار التدريجي القائم على المفتاح: ينقل فقط التغييرات التي أُجريت على البيانات منذ آخر عملية نسخ متماثل. يعتمد النسخ المتماثل التدريجي القائم على المفتاح على تحديد الصفوف المُعدَّلة بناءً على مفتاح أو مجموعة مفاتيح مُحدَّدة، غالبًا بالتزامن مع عمود طابع زمني أو رقم إصدار. عند حدوث تغيير، يُحدِّد النظام الصفوف المتأثرة باستخدام هذه المفاتيح، ويُجري نسخًا متماثلًا لتلك الصفوف فقط إلى الهدف.

قيود واعتبارات تكرار البيانات

على الرغم من فوائده العديدة، إلا أن نشر نسخ البيانات لا يخلو من المخاطر المحتملة. يجب على المؤسسات دراسة المخاطر الكامنة والتحديات التي تواجهها أثناء التنفيذ بعناية، بالإضافة إلى العيوب الأساسية.

المخاطر المرتبطة بتكرار البيانات

• من المخاطر الكبيرة عدم اتساق البيانات. إذا لم تُدار هذه المخاطر بشكل صحيح، وخاصةً في سيناريوهات النسخ غير المتزامن، فقد يؤدي التأخير أو الفشل في تحديث النسخ إلى تباين مجموعات البيانات في مواقع مختلفة، مما يُسبب ارتباكًا وربما قرارات عمل غير صحيحة.
• من المخاطر الكبيرة الأخرى ازدياد الثغرات الأمنية. فكلما زادت نسخ البيانات، وزاد عدد الأنظمة المشاركة في التكرار، ازدادت مساحة الهجوم. يُعد ضمان اتساق بروتوكولات الأمان في جميع النسخ أمرًا بالغ الأهمية، ولكنه قد يكون معقدًا.
• علاوة على ذلك، يتضاعف خطر تلف البيانات إذا انتشر الفساد إلى النسخ المتماثلة قبل البدء في الكشف عنه والتخفيف من حدته.

تحديات تكرار البيانات

• يكمن التحدي الرئيسي في التعقيد. فتكوين وإدارة التكرار عبر أنظمة وبنى تحتية شبكية متنوعة يتطلبان مهارات تقنية وخبرة متخصصة.
• ويشكل ضمان سلامة البيانات طوال عملية التكرار، وخاصة عند التعامل مع كميات كبيرة من البيانات والتحديثات المتكررة، تحديًا كبيرًا أيضًا.
• علاوة على ذلك، يمكن أن يصبح استهلاك النطاق الترددي للشبكة تحديًا كبيرًا، وخاصة بالنسبة لمجموعات البيانات الكبيرة والتكرار المتكرر، مما قد يؤثر على التطبيقات الأخرى المعتمدة على الشبكة.
• ويتعلق التحدي الآخر بالزمن اللازم للوصول، وخاصة في سيناريوهات التكرار الموزعة جغرافيًا، حيث يمكن أن يكون الفارق الزمني بين التحديثات على الأنظمة الأساسية والثانوية كبيرًا.

مساوئ تكرار البيانات

ترتبط بعض العيوب المتأصلة بتكرار البيانات.

• من أهم عيوبها زيادة متطلبات التخزين. فالحفاظ على نسخ متعددة من البيانات يتطلب بطبيعة الحال سعة تخزين أكبر بكثير.
• غالبًا ما تكون التكلفة الإجمالية للنظام الأساسي كبيرة، لأنه يحتاج إلى تخصيص الموارد لتتبع التغييرات ونقلها إلى النسخ المتماثلة، مما يؤثر على أداء النظام الأساسي.
• يمكن أن تكون التكلفة المرتبطة بتنفيذ وصيانة البنية التحتية القوية لتكرار البيانات، بما في ذلك الأجهزة والبرامج والموظفين المهرة، كبيرة، خاصة بالنسبة للمؤسسات التي لديها بيئات بيانات واسعة النطاق أو معقدة.

حالات استخدام تكرار البيانات

توزيع البيانات الجغرافية

بالنسبة للشركات ذات العمليات أو المستخدمين المتوزعين جغرافيًا، يُمكّن التكرار من تقريب البيانات من المستخدمين المحليين. هذا يُقلل من زمن وصول الشبكة ويُحسّن تجربة المستخدم، خاصةً للتطبيقات الحساسة لزمن الوصول.

هجرة النظام والترقيات

يُسهّل التكرار نقل البيانات إلى أنظمة جديدة أو أثناء ترقيات قواعد البيانات. يمكن تكرار البيانات إلى النظام الجديد بالتوازي مع النظام القديم، مما يُسهّل عملية الانتقال ويُقلّل من وقت التوقف.

تكامل البيانات

في البيئات التي تنتشر فيها البيانات عبر أنظمة متعددة، يمكن استخدام تقنيات تكرار البيانات لتوحيد المعلومات في موقع مركزي للتحليل أو لأغراض أخرى.

مستودعات البيانات وذكاء الأعمال

تستخدم المؤسسات تكرار البيانات لملء مستودعات البيانات أو أنظمة ذكاء الأعمال (BI) الخاصة بها. تُنسخ البيانات التشغيلية من قاعدة بيانات الإنتاج إلى مستودع بيانات منفصل، حيث يمكن تحويلها وتحليلها دون التأثير على أداء النظام المعاملاتي.

كيف تساعد أدوات تكرار البيانات المؤسسات

تُبسّط أدوات نسخ البيانات وتُؤتمت عملية الاحتفاظ بنسخ متسقة من البيانات عبر أنظمة مختلفة. فهي تُقدّم مجموعة متنوعة من الميزات التي تُساعد المؤسسات بطرق مُختلفة:

• تتمتع أدوات تكامل البيانات الحديثة بقدرات مدمجة لـ CDC وتكرار البيانات إلى جانب واجهة مستخدم السحب والإفلات التي تمكن المستخدمين من إعداد عمليات التكرار بسلاسة.
• تتيح أدوات التكرار أتمتة مهام التكرار، مثل المزامنة الأولية، والتكرار المستمر للتغييرات، وإدارة جداول التكرار.
• غالبًا ما تُصمَّم أدوات تكرار البيانات للعمل مع مجموعة واسعة من أنظمة إدارة قواعد البيانات (DBMS)، سواءً كانت علائقية (SQL Server، Oracle، PostgreSQL، MySQL) أو NoSQL. وهذا يُتيح مرونةً للمؤسسات ذات البيئات غير المتجانسة.
• تم تصميم أدوات تكرار البيانات الحديثة لتكون قابلة للتطوير وقادرة على التعامل مع أحجام كبيرة من البيانات وزيادة أحمال التكرار مع تطور احتياجات المؤسسة.
• يؤدي استخدام منصات بدون أكواد وعلى مستوى المؤسسات للتعامل مع تكرار البيانات إلى تقليل الحاجة إلى التدخلات اليدوية.

الخاتمة

يوفر تكرار البيانات فوائد عديدة للمؤسسات، إذا ما تم تطبيقه مع مراعاة المخاطر والتحديات الكامنة فيه. ويمكن تبسيط هذه العملية باستخدام أدوات إدارة بيانات المؤسسة، مثل Astera.

Astera يوفر نسخًا متماثلًا للبيانات، بالإضافة إلى إمكانيات استخراجها ودمجها وتنظيفها وتحويلها وتخزينها، كل ذلك في واجهة خالية تمامًا من أي تعليمات برمجية. يُؤتمت عملية النسخ المتماثل بأكملها باستخدام ميزات مثل جدولة المهام، وأتمتة سير العمل، وتخطيط الذكاء الاصطناعي، والتحويلات والوظائف المدمجة.

أتمتة تكرار البيانات باستخدام منصة حديثة تعتمد على الذكاء الاصطناعي

ابدأ تجربتي المجانية لمدة 14 يومًا