ما هي معالجة المعاملات عبر الإنترنت (OLTP)؟

OLTP عبارة عن معالجة بيانات تتمحور حول المعاملات وتتبع بنية ثلاثية المستويات. 

في كل يوم، تقوم الشركات في جميع أنحاء العالم بإجراء ملايين المعاملات المالية. هذه الحقيقة تعيد إلى الأذهان الموظفين الذين يتعاملون مع العملاء بشكل مباشر، مثل الصرافين في البنوك وأمناء الصناديق في السوبر ماركت الذين ينقرون على لوحات المفاتيح وأجهزة تسجيل النقد، وذلك لسبب وجيه. وفق المجلس الدولي للمطارات في جميع أنحاء العالم، شركة أنظمة الدفع، كان هناك نمو بنسبة 42.2٪ في أحجام المعاملات العالمية في الوقت الفعلي في عام 2023، لتصل إلى 266.2 مليار معاملة. 

ومع ذلك، فإن الشركات خارج القطاع المالي وقطاع التجزئة تولد أيضًا الكثير من المعاملات يوميًا. وتتطلب كل من هذه المعاملات تخزينًا آمنًا للمراجعة والاستخدام والتطبيقات الأخرى في المستقبل. 

تم تصميم معالجة المعاملات عبر الإنترنت (OLTP) لتخزين هذه الكميات الكبيرة من بيانات المعاملات في ملف مستودع البيانات، وهذه المدونة تناقشها بالتفصيل. هيا نبدأ. 

يتميز OLTP بالعاملين التاليين: 

• تصميمها المخصص يدعم تنفيذ وتسجيل مئات (أو أكثر) من المعاملات المتزامنة. 
• المكون "عبر الإنترنت" في اسمها، والذي يشير إلى كيفية الاستفادة من الإنترنت للتعامل مع المعاملات في الوقت الفعلي. 

أمثلة على أنظمة OLTP 

1. أجهزة الصراف الآلي والعمليات المصرفية عبر الإنترنت 
2. منصات التذاكر والحجز والحجز 
3. أنظمة معالجة الدفع ببطاقات الائتمان 
4. ادخال الطلبية 
5. حفظ السجلات 

OLTP مقابل. OLAP

OLTP والمعالجة التحليلية عبر الإنترنت (OLAP) هما أنواع مختلفة of البيانات pو rocessing نظم tتستخدم الشركات قبعة بالاشتراك مع بعضها البعض. 

في حين أن OLTP مصمم بشكل أساسي لتسجيل المعاملات، OLAP تم تصميم قواعد البيانات لمساعدة فرق البيانات في الاستعلام عنها وتحليلها. 

وهنا مقارنة بين الاثنين: 

 خصائص أنظمة OLTP 

• ردود سريعة: تتميز أنظمة OLTP باستجابات سريعة لتسهيل العمليات في الوقت الفعلي. يتم قياس وقت الاستجابة عادةً بالمللي ثانية. 
• مجموعات البيانات المفهرسة: تتميز هذه الأنظمة بمجموعات بيانات مفهرسة لمساعدة المستخدمين في البحث عن البيانات والاستعلام عنها واسترجاعها بسرعة. 
• توافر عالية: نظرًا لأهمية نظام OLTP في التطبيقات في الوقت الفعلي، فإن ضمان التوفر العالي يقلل من وقت التوقف عن العمل. 
• عمليات أبسط: تتضمن العمليات الشائعة عمليات الإدراج والحذف وتحديث البيانات. تعتبر هذه جميعها عمليات أبسط نظرًا لأن هذه الأنظمة لا تلبي المتطلبات التحليلية المعقدة. 

ما هي قواعد البيانات المستخدمة ل OLTP أعباء العمل؟ 

تحتاج أحمال عمل OLTP إلى أنظمة إدارة قواعد البيانات العلائقية (RDBMS) لتخزين البيانات وتعديلها، حيث إن قواعد البيانات العلائقية مصممة خصيصًا لتطبيقات المعاملات.  

وفيما يلي بعض الأمثلة على ذلك: 

1. بوستجرسكل/بوستجرس

إن قابلية تخصيص PostgreSQL ومرونتها تجعلها مثالية لـ OLTP.  

على وجه الخصوص، يتيح التحكم في التزامن متعدد الإصدارات (MVCC) من Postgres الوصول المتزامن إلى البيانات لمعاملات متعددة مع منع معاملة واحدة من حظر معاملة أخرى. وهذا يحسن الأداء والكفاءة. 

2. قاعدة بيانات أوراكل

Oracle Database عبارة عن نظام RDBMS شامل يدعم حالات الاستخدام المختلفة. إلى جانب OLTP، يتم استخدام Oracle Database لتخزين البيانات والتطبيقات المختلطة (OLTP وتخزين البيانات). 

3. مايكروسوفت SQL خادم

يشبه إلى حد كبير قاعدة بيانات أوراكل، يدعم Microsoft SQL Server أيضًا تخزين البيانات والمهام المتعلقة بذكاء الأعمال بالإضافة إلى أحمال عمل OLTP. 

4. الخلية

يستخدم MySQL على نطاق واسع على حد سواء مفتوح المصدر والتجارية RDBMS. لها قابلية التوسع، وسهولة الاستخدام، والتوافر، و قدرات المعاملات جعلها عظيمة خيار لأحمال عمل OLTP. 

5.MongoDB

MongoDB هو مرنة وقابلة للتطوير و مناسب للمؤسسات التي تبحث عن خيار NoSQL لمعالجة أعباء عمل OLTP الخاصة بها. تعد أنظمة الدفع من بين حالات الاستخدام الشائعة في MongoDB، ولديه نموذج مرن يركز على المستندات يعمل بشكل جيد لمهام OLTP. 

فوائد وتحديات العمل مع أحمال عمل OLTP 

تتمتع أنظمة OLTP بفوائدها وتحدياتها، كما هو موضح أدناه: 

الفوائد : 

أكبر فائدتين لنظام OLTP هما التزامن والتوافق مع ACID (الذرية والاتساق والعزل والمتانة). 

التوافق يسمح لنظام OLTP بذلك بشكل فعال وفي وقت واحد لتلبية احتياجات العديد من المستخدمين. يمكن لاثنين أو أكثر من المستخدمين إجراء المعاملات بحرية في النظام لأن التزامن الخاص به سيمنع هذه المعاملات من التعارض أو التداخل مع بعضها البعض. 

يشتمل امتثال ACID على المكونات التالية: 

الذرية: يقوم بتقسيم معاملات قاعدة البيانات إلى مكونات أصغر لضمان سلامة المعاملة ككل. 

الاتساق: تخضع معاملات قاعدة البيانات لقواعد معينة للتحقق من صحة البيانات ويتم كتابة البيانات التي تطابق هذه القواعد فقط في قاعدة البيانات. 

عزل: تتم معالجة معاملات قاعدة البيانات بشكل متزامن دون أي تعارضات. 

المتانة: يضمن أنه بعد اكتمال المعاملة، تتم كتابة تغييرات البيانات الناتجة في قاعدة البيانات. وهذا يحافظ على تغييرات البيانات على الرغم من الأخطاء الفنية. 

يمكّن توافق ACID قواعد بيانات OLTP من إدارة المعاملات من البداية إلى النهاية. فهو يضمن وظائف المعاملة عن طريق تقسيم كل معاملة إلى مكونات أصغر، وتطبيق قواعد صحة البيانات، ومعالجتها بشكل متزامن، ثم حفظ البيانات. 

إلى جانب التزامن والامتثال لـ ACID، تشمل المزايا الأخرى لنظام OLTP ما يلي: 

• البيانات الطبيعية: تستخدم أنظمة OLTP بشكل عام هياكل البيانات المقيسة. يؤدي القيام بذلك إلى تقليل التكرار، وتمكين التخزين الأمثل، ومنع الحالات الشاذة في البيانات. 
• التراجع عن المعاملة: تتيح إمكانية التراجع عن المعاملات في نظام OLTP للمستخدمين عكس المعاملات أو التغييرات الأخرى في حالة وجود مشكلة في الأجهزة أو أي نوع آخر من الأخطاء. 
• تكامل البيانات: الحفاظ على تكامل البيانات والاتساق سهل لأن الامتثال لـ ACID والتطبيع يزيدان من موثوقية المعاملات ويحافظان على دقة قاعدة البيانات. 

التحديات 

تتضمن التحديات الشائعة المرتبطة باستخدام قواعد بيانات OLTP ما يلي: 

• الاستعلام عن البيانات التاريخية: وهي مصممة للتعامل مع المعاملات الحالية والبيانات في الوقت الحقيقي. وبالتالي، فإن الاستعلام عن البيانات التاريخية باستخدام نظام OLTP أمر صعب، خاصة بالمقارنة مع OLAP.
• النفقات العامة للحمض: الامتثال لـ ACID، رغم أنه مفيد، إلا أنه يمكن أن يؤدي إلى بعض النفقات العامة. يمكن أن يؤثر تحسين تكامل البيانات على أداء النظام، حيث تتطلب معاملات ACID طاقة معالجة إضافية.
• الصيانة المتكررة: يمكن أن تكون صيانة أنظمة OLTP المعقدة كثيفة الاستخدام للموارد إلى حد ما في بيئة ديناميكية وواسعة النطاق. كما هو مذكور أعلاه، تحتاج هذه الأنظمة إلى نسخ احتياطية وصيانة وتحسينات متكررة، التي تتطلب جهودًا مخصصة ومستمرة للحفاظ على التوفر العالي. 

كيف تختار هيه قاعدة البيانات الصحيحة لأحمال عمل OLTP 

يمكن أن يساعد وضع العوامل التالية في الاعتبار فرق البيانات في اختيار قاعدة البيانات الصحيحة: 

فهم متطلبات الأداء 

من الضروري معرفة حجم المعاملات المقدر ومتطلبات التزامن وأوقات الاستجابة المثالية. يجب أن تتعامل قاعدة البيانات المحددة مع حمل المعاملات الخاص بالمؤسسة بشكل فعال. 

دعم الامتثال لـ ACID 

يعد الامتثال لـ ACID أمرًا حيويًا لضمان سلامة البيانات في نظام OLTP، لذا فإن قاعدة البيانات التي تحتوي على ضمانات ACID الشاملة هي المناسبة المناسبة لأحمال عمل OLTP. 

التحكم التزامني 

تعتبر المعاملات المتزامنة ميزة رئيسية أخرى؛ وتتطلب إدارتها بفعالية وجود قاعدة بيانات تحتوي على آليات كافية للتحكم في التزامن، مثل: 

• تأمين 
• التحكم المتفائل في التزامن (OCC) 
• ترتيب الطابع الزمني 
• لقطة العزلة 
• تناقض التزامن متعدد الإصداراترأ (MVCC)
• عزل اللقطات القابلة للتسلسل (SSI) 

التوسعة 

يمكن أن يكون لقابلية التوسع أهمية متفاوتة اعتمادًا على نموذج العمل والتطبيق.  

يمكن لقاعدة البيانات التي يمكن توسيع نطاقها أفقيًا (من خلال دمج المزيد من الخوادم) وكذلك رأسيًا (من خلال زيادة موارد الخادم) مواكبة مجموعة من أحمال العمل. 

نموذج البيانات 

بشكل عام، تعمل قواعد البيانات العلائقية بشكل جيد مع البيانات المنظمة، وقواعد بيانات NoSQL أكثر ملاءمة لها البيانات شبه المهيكلة وغير المهيكلة. يجب أن يتطابق اختيار قاعدة البيانات لأحمال عمل OLTP مع متطلبات مخطط التطبيق.  

المتانة والتسامح مع الخطأ 

تساعد آليات مثل النسخ المتماثل وتجاوز الفشل التلقائي والنسخ الاحتياطية في استدامة البيانات والتسامح مع الأخطاء، مما يجعلها ضرورية لمنع فقدان البيانات. 

نماذج الاتساق 

يمكن أن تحتوي قاعدة البيانات على أحد نماذج الاتساق التالية: 

• الاتساق القوي: يوفر هذا النموذج رؤية فورية ومتسقة للتحديثات عبر جميع العقد. هذا هو أعلى مستوى من الاتساق ولكنه قد يزيد من زمن الوصول ويقلل من التوفر. 
• الاتساق في نهاية المطاف: في هذا النموذج، تؤدي التحديثات المتزامنة في النهاية إلى وضع كافة النسخ المتماثلة في نفس الحالة. ونظرًا لأنه يعطي الأولوية لزمن الوصول المنخفض والتوافر العالي، فهو خيار أفضل للأنظمة الموزعة. 
• الاتساق السببي: يتم ترتيب العمليات ذات الصلة السببية باستمرار عبر العقد في هذا النموذج. يحافظ على العلاقة السببية بين الأحداث ويوازن بين الاتساق والأداء. 

نظرًا لأن كل نموذج لديه مفاضلة بين الاتساق والتوافر وتحمل القسم، يمكن لموظفي البيانات اختيار نموذج بناءً على متطلبات التطبيق. 

حماية 

القدرات الأمنية قد تختلف بين قواعد البيانات، ولكن ميزات مثل الترخيص والتشفير والمصادقة والتدقيق يمكن أن تعزز الامتثال لسياسات ولوائح الأمان التنظيمية. 

المجتمع والبنية التحتية الداعمة 

تعد خدمات دعم قاعدة البيانات وحجم مجتمعها من العوامل المهمة التي يجب أخذها في الاعتبار أيضًا. يمكن أن يكون المجتمع النشط الكبير مصدرًا مفيدًا لتعلم أفضل الممارسات والحصول على رؤى، ويمكن لنظام الدعم البيئي أن يساعد في استكشاف المشكلات وإصلاحها بسرعة. 

التكلفة 

يمكن أن تؤثر التكلفة الإجمالية لملكية قاعدة البيانات (TCO) - والتي تشمل الترخيص وتكاليف البنية التحتية والصيانة ونفقات الدعم - على قابلية استمرارية الشركة. ومن الناحية المثالية، ينبغي لقاعدة البيانات أن توفر قيمة جيدة مقابل المال وأن تلبي المتطلبات التنظيمية. 

وفي الختام 

نظرًا لوجودها منذ السبعينيات، تدعم أنظمة معالجة المعاملات عبر الإنترنت تطبيقات المعاملات عبر مجموعة واسعة من القطاعات. لقد تم إحراز تقدم نحو الجمع بين أنظمة OLTP وOLAP على نظام أساسي موحد (مثل MySQL Heatwave من Oracle). ومع ذلك، تحافظ أنظمة OLTP إلى حد كبير على وظائفها المتميزة، والتي يمكن للمؤسسات الاستفادة منها بشكل كامل باستخدام قاعدة البيانات الصحيحة. 

Astera يتميز بموصلات مدمجة لقواعد بيانات مختلفة - مثل MySQL، وPostgreSQL، وMongoDB، وOracle - للتشغيل أعباء عمل OLTP. تتيح منصتها الخالية من المتاعب والتي لا تحتوي على تعليمات برمجية للمستخدمين تصميم نماذج بيانات OLTP ونشرها بسهولة. 

تواصل مع فريقنا لتعلم المزيد.