النسخ المتماثل لقاعدة البيانات 101: كل ما تحتاج إلى معرفته

يتضمن النسخ المتماثل لقاعدة البيانات التأكد من نسخ البيانات المهمة عبر مواقع متعددة داخل الشركة.

في العصر الرقمي المتقدم، يجب على الشركات اتخاذ جميع التدابير لحماية بياناتها وضمان توفرها في جميع الأوقات. يعد توفر البيانات أمرًا مهمًا لاتخاذ القرارات الاستباقية وتمكين التقنيات الأخرى، مثل AI. هذا هو المكان الذي يصبح فيه النسخ المتماثل لقاعدة البيانات أولوية عالية.

ولكن ما هو النسخ المتماثل لقاعدة البيانات بالضبط؟ ما الذي يتضمنه، وما هي فوائد تكرار قواعد البيانات؟ هيا نكتشف.

ما هو النسخ المتماثل لقاعدة البيانات؟

النسخ المتماثل لقاعدة البيانات هو عملية إنشاء وصيانة نسخ متعددة من قاعدة البيانات عبر مواقع أو خوادم مختلفة. الهدف الرئيسي من النسخ المتماثل هو تحسين توفر البيانات، وتوزيع عبء العمل، وتحسين الأداء العام لنظام قاعدة البيانات. كما أنه يوفر التكرار والتسامح مع الخطأ من خلال ضمان نسخ البيانات إلى عقد متعددة، سواء بشكل متزامن أو غير متزامن.

يلعب النسخ المتماثل لقاعدة البيانات دورًا حاسمًا في العصر الحديث إدارة البيانات الأنظمة والاستراتيجيات. إنها تقنية أساسية تستخدمها المؤسسات لضمان سلامة البيانات وموثوقيتها وإمكانية الوصول إليها. فهو يبسط الوصول إلى البيانات عبر فرق متعددة، ومن خلال عمل نسخ، فإنه يحمي البيانات من العبث والتدمير.

النسخ المتماثل لقاعدة البيانات هو عملية مستمرة. يضمن النسخ المتماثل المستمر نشر التغييرات في قاعدة البيانات الأساسية على الفور إلى النسخ المتماثلة، مما يضمن تحديث البيانات عالميًا. فهو يسمح للمؤسسات بإضافة نسخ متماثلة جديدة واستيعاب المخططات المتطورة. كما يعمل النسخ المتماثل المستمر على تسهيل تجاوز الفشل والاسترداد التلقائي، مما يضمن انتقالات سلسة أثناء فشل قاعدة البيانات الأساسية.

الفرق بين النسخ المتماثل للبيانات مقابل النسخ المتماثل لقاعدة البيانات

قبل الغوص أكثر في النسخ المتماثل لقاعدة البيانات، من المهم فهم الفرق بين النسخ المتماثل للبيانات والنسخ المتماثل لقاعدة البيانات.

يشير النسخ المتماثل للبيانات إلى نسخ بيانات محددة من جهاز تخزين إلى آخر، غالبًا لأغراض النسخ الاحتياطي. تضمن هذه العملية أنه في حالة فشل الأجهزة أو فقدان البيانات، يمكن استخدام البيانات المنسوخة لاستعادة البيانات الأصلية.

من ناحية أخرى، يتضمن النسخ المتماثل لقاعدة البيانات تكرار ملف كامل قاعدة البيانات، بما في ذلك مخططها وجداولها وإجراءاتها المخزنة، إلى خوادم متعددة.. على عكس نسخ البيانات، الذي يركز فقط على نسخ البيانات، يهدف نسخ قاعدة البيانات إلى إنشاء نسخ متطابقة من بنية قاعدة البيانات بأكملها ومحتوياتها.

وبطبيعة الحال، يتضمن النسخ المتماثل لقاعدة البيانات المزيد من التعقيد والتعقيد مقارنة بالنسخ البسيط للبيانات. ويتطلب دراسة متأنية لعوامل مثل اتساق البيانات والتزامن وحل النزاعات.

النسخ المتماثل لقاعدة البيانات مقابل النسخ المتطابق

يعد النسخ المتماثل لقاعدة البيانات والنسخ المتطابق من التقنيات المستخدمة لإنشاء نسخ زائدة عن الحاجة من قاعدة البيانات. ومع ذلك، هناك بعض الاختلافات الرئيسية بينهما.

يتضمن النسخ المتماثل لقاعدة البيانات إنشاء نسخ متعددة من قاعدة البيانات. كما ذكرنا سابقًا، فهو يوزع عبء العمل ويحسن الأداء من خلال السماح للتطبيقات والمستخدمين بالوصول إلى البيانات من أقرب نسخة متماثلة.

تكمن الميزة الواضحة لنسخ قاعدة البيانات على النسخ المتطابق في المرونة التي توفرها فيما يتعلق بتوزيع البيانات وخيارات التكوين. فهو يوفر القدرة على نسخ كائنات معينة أو مجموعات فرعية من البيانات بشكل انتقائي داخل قاعدة البيانات. توفر هذه الميزة المزيد من التفاصيل والتحكم في البيانات التي يتم نسخها، مما يسمح للمستخدمين بتخصيص عملية النسخ المتماثل لتلبية احتياجات محددة.

من ناحية أخرى، يتضمن النسخ المتطابق إنشاء نسخة طبق الأصل من قاعدة البيانات على خادم آخر، يُعرف باسم خادم المرآة. يظل خادم المرآة متزامنًا مع الخادم الأساسي من خلال النقل المستمر للبيانات. في حالة حدوث فشل على الخادم الأساسي، يمكن للخادم المطابقة أن يتولى المهمة بسلاسة.

هناك شيء واحد يجب أخذه في الاعتبار وهو أنه أثناء عكس قاعدة البيانات، لا يمكن الاستعلام عنها ما لم يتم إنشاء لقطات.

لماذا تقوم المنظمات بنسخ قواعد البيانات؟

إحدى الفوائد الرئيسية لنسخ قاعدة البيانات هي تحسين توفر البيانات. من خلال نسخ متعددة من قاعدة البيانات المنتشرة عبر مواقع أو خوادم مختلفة، يمكن للمؤسسات التأكد من إمكانية الوصول دائمًا إلى البيانات، حتى في حالة فشل الخادم أو انقطاع الشبكة. يعد هذا التوفر العالي للبيانات أمرًا ضروريًا للوصول في الوقت الفعلي إلى المعلومات الحديثة.

علاوة على ذلك، يساعد النسخ المتماثل لقاعدة البيانات في توزيع عبء العمل بين العقد المتعددة، مما يؤدي إلى تحسين الأداء. من خلال نشر عمليات القراءة والكتابة عبر نسخ متماثلة مختلفة، يمكن للمؤسسات التعامل مع عدد أكبر من الطلبات المتزامنة، مما يقلل من فرص الاختناقات ويحسن أوقات الاستجابة. كما تمكّن الطبيعة الموزعة للنسخ المتماثل المؤسسات من توسيع نطاق قواعد بياناتها أفقيًا عن طريق إضافة المزيد من النسخ المتماثلة مع زيادة عبء العمل.

يلعب النسخ المتماثل لقاعدة البيانات أيضًا دورًا حيويًا في استراتيجيات التعافي من الكوارث. ومن خلال وجود نسخ مكررة من قاعدة البيانات في مواقع جغرافية مختلفة، يمكن للمؤسسات التعافي من الكوارث مثل الكوارث الطبيعية أو فشل الأجهزة أو الأخطاء البشرية. في حالة وقوع كارثة، يمكن تنشيط قاعدة البيانات المنسوخة بسرعة، مما يضمن الحد الأدنى من وقت التوقف عن العمل وفقدان البيانات.

كيف يعمل النسخ المتماثل لقاعدة البيانات؟

يعمل النسخ المتماثل لقاعدة البيانات من خلال استخدام مجموعة من التقنيات لنسخ البيانات ومزامنتها عبر قواعد بيانات أو خوادم متعددة. يعد تغيير التقاط البيانات (CDC) أحد هذه التقنيات. فهو يلتقط التغييرات في قاعدة البيانات المصدر ويقوم بتحديث النسخة المتماثلة في الوقت الفعلي.

بشكل عام، يتضمن النسخ المتماثل قاعدة بيانات أساسية تعمل كمصدر للحقيقة ونسخة متماثلة واحدة أو أكثر تحتفظ بنسخ من قاعدة البيانات الأساسية. عند حدوث تغيير في قاعدة البيانات الأساسية، يتم التقاطه بواسطة آلية النسخ المتماثل ونشره في النسخ المتماثلة. وهذا يضمن أن البيانات الموجودة في النسخ المتماثلة متوافقة مع قاعدة البيانات الأساسية.

أنواع النسخ المتماثل لقاعدة البيانات

النسخ المتماثل للجدول الكامل

يقوم النسخ المتماثل للجدول الكامل بنسخ الجداول بأكملها من قاعدة بيانات مصدر إلى قاعدة بيانات متماثلة واحدة أو أكثر. في هذا الأسلوب، يتم نسخ أية تغييرات يتم إجراؤها على الجدول المصدر، بما في ذلك الإدراجات والتحديثات والحذف، بشكل كامل إلى الجدول (الجداول) المقابلة في قاعدة (قواعد) البيانات المتماثلة. يعد النسخ المتماثل للجدول الكامل أمرًا مباشرًا ويضمن احتواء النسخة المتماثلة على نسخة طبق الأصل من الجدول المصدر في أي وقت محدد.

ومع ذلك، قد يؤدي ذلك إلى ارتفاع متطلبات نقل البيانات وتخزينها، خاصة عند التعامل مع جداول كبيرة أو عندما يتغير جزء صغير فقط من البيانات. تتناقض هذه الطريقة عادةً مع الأساليب الأكثر تفصيلاً، مثل مراكز مكافحة الأمراض والوقاية منها (CDC)، حيث يتم تكرار البيانات المعدلة فقط، مما يؤدي إلى استخدام أكثر كفاءة للموارد.

النسخ المتماثل المتزايد القائم على المفتاح

في هذا النوع من إستراتيجية النسخ المتماثل لقاعدة البيانات، يتم تحديد التغييرات في قاعدة البيانات وتكرارها بناءً على قيم أساسية محددة داخل البيانات. بدلاً من تكرار الجداول بأكملها، يقوم النسخ المتماثل التزايدي المستند إلى المفتاح بالتقاط وتكرار الصفوف التي تم إدراجها أو تحديثها أو حذفها بشكل انتقائي، بناءً على أعمدة أو حقول رئيسية معينة. يعد النسخ المتماثل المتزايد المستند إلى المفتاح مفيدًا بشكل خاص لتقليل نقل البيانات وتحسين الكفاءة في السيناريوهات التي تتغير فيها مجموعة فرعية فقط من البيانات بشكل متكرر.

النسخ المتماثل القائم على السجل

يعتمد النسخ المتماثل المستند إلى السجل على التقاط التغييرات وتكرارها مباشرة من سجل المعاملات (أو سجل قاعدة البيانات) لقاعدة البيانات المصدر. بدلاً من مراقبة وتتبع تعديلات البيانات الفردية (كما هو الحال في النسخ المتماثل المستند إلى المفتاح أو الجدول الكامل)، يقوم النسخ المتماثل المستند إلى السجل باستخراج التغييرات المسجلة في سجل معاملات قاعدة البيانات، وهو سجل تسلسلي لجميع معاملات قاعدة البيانات.

النسخ المتزامن

يضمن النسخ المتماثل المتزامن أن يتم نسخ كافة التغييرات التي تم إجراؤها على قاعدة البيانات على الفور إلى كافة النسخ المتماثلة قبل اعتبار المعاملة كاملة. على الرغم من أنه يضمن اتساق البيانات، إلا أنه قد يؤدي إلى زمن الوصول حيث يتعين على المعاملة الانتظار حتى تنتهي عملية النسخ المتماثل.

النسخ المتماثل غير المتزامن

يتم استخدام النسخ المتماثل لقاعدة البيانات غير المتزامنة لنسخ البيانات ومزامنتها بين قواعد البيانات بطريقة لا تتطلب من قاعدة البيانات الأساسية انتظار النسخة المتماثلة لتأكيد استلام تغييرات البيانات. في هذا السيناريو، لا تحدث عملية النسخ المتماثل في الوقت الحقيقي أو بشكل متزامن مع كل معاملة في قاعدة البيانات الأساسية. وبدلاً من ذلك، يتم إرسال التغييرات وتطبيقها على النسخة المتماثلة بتأخير، وهو ما يشار إليه غالبًا باسم "تأخر النسخ المتماثل".

النسخ المتماثل السيد والعبد

في النسخ المتماثل للسيد والعبد، والذي يُسمى أيضًا النسخ المتماثل للقائد المفرد، توجد قاعدة بيانات أساسية واحدة، تُعرف بالرئيسية، والتي تعالج عمليات الكتابة. تتلقى النسخ المتماثلة، المعروفة باسم العبيد، التغييرات من السيد وتقوم بتحديث بياناتها وفقًا لذلك. تُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في السيناريوهات التي تكون فيها قابلية التوسع في القراءة والتسامح مع الخطأ أمرًا مهمًا.

النسخ المتماثل ماجستير-سيد

يتيح النسخ المتماثل الرئيسي، المعروف أيضًا باسم النسخ المتماثل ثنائي الاتجاه، لقاعدتي البيانات العمل كقاعدة بيانات أساسية وقبول عمليات الكتابة. يتم نسخ التغييرات التي تم إجراؤها في قاعدة بيانات واحدة إلى الأخرى، مما يضمن مزامنة قاعدتي البيانات. توفر هذه التقنية تسامحًا أفضل مع الخطأ وتتيح موازنة التحميل بين قواعد البيانات.

النسخ المتماثل لقطة

يعد النسخ المتماثل لللقطة أحد أنواع النسخ المتماثل لقاعدة البيانات حيث يتم أخذ نسخة من قاعدة البيانات بأكملها في وقت محدد ثم نقلها إلى النسخ المتماثلة. ثم تتبع هذه اللقطة الأولية تحديثات تدريجية للحفاظ على مزامنة النسخ المتماثلة مع قاعدة البيانات الأساسية. يتم استخدام النسخ المتماثل لللقطة بشكل شائع عندما تتغير البيانات بشكل غير متكرر أو عندما تكون النسخ المتماثلة موجودة في مواقع بعيدة ذات نطاق ترددي محدود.

النسخ المتماثل للمعاملات

النسخ المتماثل للمعاملات هو نوع من النسخ المتماثل لقاعدة البيانات يلتقط وينشر المعاملات الفردية من قاعدة البيانات الأساسية إلى النسخ المتماثلة. وهذا يعني أنه يتم نسخ كل تغيير يتم إجراؤه على قاعدة البيانات الأساسية، مثل عمليات الإدراج أو التحديثات أو الحذف، إلى النسخ المتماثلة بنفس الترتيب الذي حدثت فيه. غالبًا ما يتم استخدام النسخ المتماثل للمعاملات في السيناريوهات التي يكون فيها تناسق البيانات وزمن الوصول المنخفض أمرًا بالغ الأهمية، كما هو الحال في الأنظمة المالية أو تطبيقات الوقت الفعلي.

دمج النسخ المتماثل

دمج النسخ المتماثل هو نوع من النسخ المتماثل لقاعدة البيانات يسمح للنسخ المتماثلة المتعددة بتعديل البيانات بشكل مستقل ثم دمج التغييرات مرة أخرى في قاعدة البيانات الأساسية. يُستخدم هذا النوع من النسخ المتماثل بشكل شائع في السيناريوهات التي يتم فيها فصل النسخ المتماثلة بشكل متكرر عن الشبكة أو عندما يلزم حل التعارضات بين التغييرات التي تم إجراؤها في نسخ متماثلة مختلفة. يتطلب دمج النسخ المتماثل آلية أكثر تعقيدًا لحل التعارضات لضمان تكامل البيانات.

النسخ المتماثل من نظير إلى نظير

النسخ المتماثل من نظير إلى نظير، والمعروف أيضًا باسم النسخ المتماثل متعدد الماجستير، هو نوع من النسخ المتماثل لقاعدة البيانات حيث يمكن لكل نسخة متماثلة أن تعمل كمصدر وهدف لتغييرات البيانات. وهذا يعني أن التغييرات التي تم إجراؤها في أي نسخة متماثلة يتم نشرها إلى كافة النسخ المتماثلة الأخرى في الشبكة. غالبًا ما يتم استخدام النسخ المتماثل من نظير إلى نظير في الأنظمة الموزعة حيث تحتاج النسخ المتماثلة المتعددة إلى التحديث في وقت واحد وحيث يكون التوافر العالي وقابلية التوسع ضروريين.

تحديات النسخ المتماثل لقاعدة البيانات الشائعة

يأتي تنفيذ النسخ المتماثل لقاعدة البيانات مع مجموعة التحديات الخاصة به. من المهم مراعاة هذه التحديات لضمان النسخ المتماثل لقاعدة البيانات بشكل سلس وفعال:

• تناسق البيانات:
  قد يكون ضمان تناسق البيانات عبر النسخ المتماثلة أمرًا صعبًا، خاصة في السيناريوهات التي تتغير فيها البيانات بشكل متكرر. تتطلب مزامنة التغييرات ونشرها خوارزميات وتقنيات متطورة لتجنب التعارضات والحفاظ على الاتساق.
• تأخر النسخ المتماثل:
  نظرًا لأن النسخ المتماثل غالبًا ما يتضمن نشر التغييرات على النسخ المتماثلة البعيدة، فمن الممكن أن يكون هناك تأخير بسيط بين قاعدة البيانات الأساسية والنسخ المتماثلة. قد يكون تقليل تأخر النسخ المتماثل أولوية عالية، خاصة في السيناريوهات التي تكون فيها البيانات في الوقت الفعلي أمرًا بالغ الأهمية. يمكن أن يساعد استخدام النسخ المتماثل لقاعدة البيانات المتزامنة في تقليل تأخيرات النسخ المتماثل إلى الحد الأدنى.
• شبكة الكمون:
  يمكن أن يتأثر نسخ البيانات عبر المواقع الموزعة جغرافيًا بزمن وصول الشبكة. يصبح ضمان نقل البيانات بكفاءة وتقليل زمن الوصول أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على نظام النسخ المتماثل سريع الاستجابة والموثوق.
• التدرجية:
  مع زيادة حجم البيانات وعدد المعاملات، يصبح ضمان قابلية التوسع لنظام النسخ المتماثل تحديًا. يعد التوسع لاستيعاب عبء العمل المتزايد، كما هو الحال أثناء تخفيضات العطلات، مع الحفاظ على الأداء والاستجابة بمثابة توازن دقيق.
• حل الصراع:
  عند حدوث تحديثات متزامنة على كل من قاعدتي البيانات الأساسية والنسخة المتماثلة، تكون هناك حاجة إلى آلية لتحديد التحديث السائد. يمكن أن يؤدي اختيار الإستراتيجية الخاطئة إلى فقدان البيانات أو المعلومات التالفة.

كيفية تقييم منصات النسخ المتماثل لقواعد البيانات الحديثة؟

مع توفر العديد من منصات نسخ قواعد البيانات في السوق، فإن اختيار النظام المناسب يتطلب العناية الواجبة. فيما يلي بعض العوامل الأساسية التي يجب مراعاتها عند تقييم منصات النسخ المتماثل لقواعد البيانات الحديثة:

1. الأداء وقابلية التوسع:
   قم بتقييم قدرة النظام الأساسي على التعامل مع عبء العمل والتوسع مع نمو بياناتك. ابحث عن ميزات مثل موازنة التحميل وتقسيم البيانات وتجاوز الفشل التلقائي.
2. الكمون وتأخر النسخ المتماثل:
   قم بتقييم قدرة النظام الأساسي على تقليل تأخر النسخ المتماثل، خاصة إذا كانت حالة الاستخدام الخاصة بك تتطلب مزامنة البيانات في الوقت الفعلي أو في الوقت الفعلي تقريبًا. ابحث عن الميزات التي تتيح مراقبة تأخر النسخ المتماثل وإدارته.
3. اتساق البيانات وسلامتها:
   تأكد من أن النظام الأساسي للنسخ المتماثل لقاعدة البيانات يوفر آليات للحفاظ على اتساق البيانات وتكاملها عبر النسخ المتماثلة، مثل حل التعارضات وضمانات المعاملات والتحقق من صحة البيانات.
4. المراقبة والإدارة:
   ضع في اعتبارك سهولة مراقبة وإدارة عملية النسخ المتماثل. يوفر حل النسخ المتماثل الجيد لقاعدة البيانات وظائف مثل المراقبة في الوقت الفعلي ومقاييس الأداء وواجهات الإدارة البديهية لتبسيط العملية.
5. التكامل والتوافق:
   تحقق مما إذا كان النظام الأساسي يدعم التكامل مع أنظمة وتطبيقات قواعد البيانات الموجودة لديك. تقييم التوافق مع أنظمة إدارة قواعد البيانات ولغات البرمجة المختلفة. أدوات بدون تعليمات برمجية، مثل Astera، يمكن أن تتكامل مع مجموعة من قواعد البيانات، مما يضمن عملية إدارة كاملة للبيانات.

ومن خلال تقييم هذه العوامل، يمكن للمؤسسات اتخاذ قرار مستنير واختيار أداة نسخ قاعدة بيانات حديثة وفعالة ومصممة خصيصًا لتلبية متطلباتها الفريدة.

وفي الختام

يلعب النسخ المتماثل لقاعدة البيانات دورًا حاسمًا في ضمان توفر البيانات والأداء والتسامح مع الأخطاء للمؤسسات من جميع الأحجام. يعد فهم المفاهيم والتقنيات المرتبطة بنسخ قاعدة البيانات أمرًا ضروريًا لبناء أنظمة بيانات مرنة وقابلة للتطوير.

يمكّنك تنفيذ حل قوي للنسخ المتماثل لقاعدة البيانات واختيار نظام النسخ المتماثل الصحيح من توفير توفر عالي للبيانات، وإبقائها جاهزة لتلبية احتياجات عملك المتزايدة باستمرار.