Qu'est-ce que la réplication de données ?

La réplication des données est définie comme le processus de création, de distribution et de gestion de copies de données sur plusieurs emplacements afin de garantir une haute disponibilité, une redondance des données et une reprise après sinistre dans une organisation.

En pratique, la réplication des données implique généralement une procédure automatisée qui copie les données d'un serveur primaire. base de données Source vers un ou plusieurs emplacements secondaires. Les organisations peuvent répliquer les données en continu, en temps quasi réel ou à intervalles réguliers, selon leurs besoins :

• Fraîcheur des données
• Objectifs de temps de récupération
• Objectifs du point de récupération
• Bande passante réseau disponible
• Volume et fréquence des modifications des données

Ces exigences guident également l'organisation dans le choix d'un processus de réplication des données ponctuel ou continu. Ce dernier vise à garantir que les données répliquées sont régulièrement mises à jour et cohérentes avec la source.

Comment fonctionne la réplication des données ?

La réplication des données copie en continu les données d'un emplacement à un autre afin que les systèmes source et cible restent synchronisés. Par exemple, les données peuvent être répliquées d'un système local vers un autre, ou d'un système local vers un autre. base de données cloud, voire d'un cloud à l'autre. En résumé, chaque fois que des données sont ajoutées, mises à jour ou supprimées dans le système d'origine, un processus surveille ces modifications et s'assure qu'elles sont rapidement copiées vers un système secondaire. Ainsi, en cas de problème avec le système d'origine, les données répliquées peuvent prendre le relais.

Il existe deux méthodes principales de réplication des données :

• Réplication synchrone des données: Dans la réplication synchrone, chaque modification est écrite simultanément sur les systèmes primaire et secondaire. Cela garantit une parfaite synchronisation des deux systèmes, même si cela peut ralentir légèrement le processus, car chaque mise à jour doit être confirmée par les deux systèmes.
• Réplication asynchrone des donnéesEn revanche, la réplication asynchrone écrit d'abord les modifications sur le système principal, puis met à jour la sauvegarde peu après. Cette approche est plus rapide, mais implique que la sauvegarde peut être légèrement en retard sur le système principal à tout moment.

Exemples de réplication de données

Voici quelques exemples de réplication de données illustrant comment elles sont utilisées dans différents secteurs :

Mobilier Médical

La réplication des dossiers médicaux électroniques (DME) des patients dans différents hôpitaux au sein d'un réseau garantit que les médecins et les infirmières ont accès aux informations essentielles sur les patients, quel que soit l'établissement que le patient visite.

Finance

La réplication des données de transaction entre les agences géographiquement dispersées garantit la cohérence des soldes de compte et de l'historique des transactions, quel que soit le lieu d'interaction du client avec la banque. Ceci est essentiel pour préserver la confiance et la conformité réglementaire.

E-commerce

La réplication des données de traitement des commandes garantit que si un centre de traitement rencontre un problème, les commandes peuvent toujours être exécutées à partir d'un autre emplacement répliqué, minimisant ainsi les perturbations de l'expérience client.

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Réplication des données dans différents environnements

La réplication des données ne se limite pas aux bases de données et est largement utilisée dans différents systèmes et environnements.

Réplication des données dans les systèmes de stockage de fichiers

Dans les systèmes de stockage de fichiers, les entreprises utilisent la réplication des données pour garantir leur durabilité et leur disponibilité. Des techniques comme la mise en miroir créent une copie exacte des données sur un périphérique de stockage distinct, assurant ainsi un basculement immédiat en cas de panne du stockage principal. Les systèmes plus avancés utilisent des techniques comme le RAID (Redundant Array of Independent Disks) pour répartir les données sur plusieurs disques, offrant ainsi différents niveaux de redondance et de performances.

Les systèmes de stockage de fichiers intègrent souvent des outils de gestion de la réplication des données, garantissant ainsi que les modifications apportées au système de fichiers principal (primaire) sont également appliquées aux copies (répliques). Les opérations sur les fichiers étant généralement moins complexes que les transactions de base de données, la résolution des conflits de modifications est beaucoup plus simple qu'avec les systèmes de base de données. Cependant, si la réplication de fichiers protège les données brutes, elle ne prend pas en charge les transformations structurées à l'échelle du système. intégration de données, ou des informations en temps réel, une lacune critique pour les entreprises qui ont besoin de données synchronisées et prêtes à être analysées.

Réplication des données dans le cloud

Les plateformes cloud poussent la réplication encore plus loin en permettant une disponibilité des données évolutive et géo-distribuée. Les fournisseurs de cloud proposent des stratégies de réplication allant de la réplication intrarégionale (au niveau de la zone de disponibilité) à la réplication multirégionale pour la reprise après sinistre et la continuité des activités. Ces mécanismes garantissent une haute disponibilité et une tolérance aux pannes, mais la gestion des données répliquées dans le cloud au sein d'environnements hybrides et multicloud complexifie la synchronisation et la gouvernance.

Organisations utilisant entrepôts de données basés sur le cloud or Flux de travail ETL doivent aller au-delà de la simple réplication : ils doivent ingérer, transformer et unifier les données répliquées dans un format structuré et prêt à être interrogé. C'est là qu'un plateforme d'intégration de données intelligente comble le fossé, permettant aux entreprises de consolider les données répliquées dans des environnements cloud disparates dans un source unique de vérité pour l'établissement de rapports et la prise de décision.

Réplication des données dans les systèmes distribués

Les architectures informatiques distribuées modernes s'appuient sur la réplication non seulement pour la tolérance aux pannes, mais aussi pour garantir des performances applicatives fluides. En conservant les copies de données au plus près des unités de traitement ou des utilisateurs finaux, la réplication accélère l'exécution des requêtes et améliore la réactivité du système.

Cependant, la gestion de la cohérence des données dans des environnements distribués présente des défis majeurs. Les organisations doivent généralement trouver un équilibre entre :

• Cohérence forte, où toutes les répliques reflètent instantanément le même état (garantissant la précision mais ajoutant de la latence).
• Cohérence éventuelle, où les répliques se synchronisent au fil du temps (favorisant les performances mais introduisant des écarts temporaires).

Pour synchroniser les données répliquées entre des bases de données distribuées, des entrepôts et des API, les entreprises utilisent Outils d'automatisation ETL Grâce à des pipelines de données en continu et à des fonctionnalités de capture des données modifiées (CDC), ces solutions garantissent une haute disponibilité des données répliquées, propres, transformées et exploitables pour l'analyse, l'apprentissage automatique et les flux de travail opérationnels.

Articles connexes: Qu’est-ce que la réplication de base de données ?

Avantages de la réplication des données

La réplication des données est une stratégie cruciale pour les entreprises modernes qui cherchent à améliorer la disponibilité, la résilience et les performances de leurs données. En créant et en conservant des copies de données sur plusieurs sites, les organisations bénéficient de nombreux avantages significatifs :

Accessibilité et disponibilité des données

La réplication des données garantit un accès facile aux données. Ceci est particulièrement utile pour les organisations multinationales réparties sur différents sites. Par conséquent, en cas de panne matérielle ou de tout autre problème à un endroit, les données sont toujours disponibles pour les autres sites.

Reprise après sinistre

Le principal avantage réside dans l'amélioration de la reprise après sinistre et de la protection des données. La réplication des données garantit le maintien d'une sauvegarde cohérente en cas de sinistre, de panne matérielle ou de faille système susceptible de compromettre les données.

Ainsi, si un système cesse de fonctionner pour l’une des raisons mentionnées ci-dessus, les entreprises peuvent toujours accéder aux données à partir d’un autre emplacement.

Performance du serveur

La réplication des données peut également améliorer et optimiser les performances des serveurs. Lorsque les entreprises exécutent de nombreuses copies de données sur plusieurs serveurs, les utilisateurs peuvent accéder aux données beaucoup plus rapidement. De plus, lorsque les opérations de lecture sont dirigées vers une réplique, les administrateurs peuvent réduire les cycles de traitement sur le serveur principal pour des opérations d'écriture plus gourmandes en ressources.

Meilleures performances du réseau

La conservation de copies des mêmes données à divers endroits peut réduire accès aux données latence en récupérant les données requises à partir de l'emplacement où la transaction est en cours d'exécution.

Par exemple, les utilisateurs des pays asiatiques ou européens peuvent rencontrer des problèmes de latence lorsqu'ils accèdent aux centres de données australiens. Cependant, placer une réplique de ces données quelque part près de l'utilisateur peut améliorer les temps d'accès tout en équilibrant la charge sur le réseau.

Support d'analyse de données

Habituellement, les entreprises axées sur les données dupliquent les données de nombreuses sources dans leurs magasins de données, tels que les entrepôts de données ou les lacs de données. Cela permet à l'équipe d'analyse dispersée sur différents sites d'entreprendre plus facilement des projets partagés.

Performances améliorées du système de test

La duplication simplifie la distribution et la synchronisation des données pour systèmes de test qui exigent une accessibilité rapide pour une prise de décision plus rapide.

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Types de réplication de données

Les stratégies de réplication de données peuvent être classées de plusieurs manières, selon les exigences spécifiques en matière de latence des données et la complexité de l'environnement. Voici un aperçu de quelques types et techniques de réplication de données courants :

1. En fonction du timing :

• Réplication synchrone : Avec cette méthode, les modifications de données sont écrites simultanément sur toutes les répliques avant que la transaction ne soit considérée comme terminée sur le système principal. Cela garantit une forte cohérence des données entre toutes les répliques. Cependant, cela peut entraîner une latence plus élevée, car le système principal doit attendre la confirmation de toutes les répliques.
• Réplication asynchrone : Avec la réplication asynchrone, les modifications de données sont d'abord écrites sur le système principal, puis propagées ultérieurement aux réplicas. Cette approche offre une latence plus faible, car le système principal n'a pas besoin d'attendre tous les réplicas. Cependant, une incohérence des données peut survenir si le système principal tombe en panne avant la réplication complète des modifications.

2. Basé sur la direction :

• Réplication unidirectionnelle (réplication à sens unique) : Les données circulent dans un seul sens, généralement d'une source principale vers une ou plusieurs répliques en lecture seule. Cette méthode est souvent utilisée pour les rapports ou les charges de travail nécessitant beaucoup de lecture, où les modifications sont principalement effectuées sur la source.
• Réplication bidirectionnelle (réplication bidirectionnelle) : Les données peuvent circuler dans les deux sens entre deux bases de données. Cela permet aux modifications apportées à l'une d'entre elles d'être répercutées sur l'autre. Cette fonctionnalité est utile lorsque plusieurs systèmes doivent mettre à jour les données indépendamment, mais elle complexifie la gestion des conflits potentiels.
• Réplication multidirectionnelle (réplication peer-to-peer) : Les données peuvent être répliquées entre plusieurs bases de données, chaque base pouvant agir à la fois comme éditeur et comme abonné. Cela offre une haute disponibilité et permet de répartir les charges d'écriture, mais augmente considérablement la complexité de la résolution des conflits et de la gestion de la cohérence des données.

3. En fonction de la portée des données :

• Réplication complète : L'intégralité de la base de données ou du jeu de données est copiée sur les réplicas. Cela permet d'obtenir une copie complète des données, mais peut être gourmand en ressources de stockage et en bande passante réseau, notamment pour les bases de données volumineuses. Réplication complète de la table Il s'agit d'une technique de réplication complète spécifique, où une table entière (ou un ensemble de tables) est copiée de la base de données source vers la base de données cible. Cette opération peut se produire périodiquement ou lors d'une synchronisation initiale.
• Réplication partielle : Seul un sous-ensemble des données est répliqué. Cette réplication peut être basée sur des tables, des lignes (à l'aide de filtres) ou des colonnes spécifiques. La réplication partielle permet d'économiser les ressources et peut être adaptée à des besoins spécifiques, comme la réplication de certaines données transactionnelles vers un système analytique. Les types courants de réplication partielle incluent :

• • Réplication transactionnelle : Réplique les transactions individuelles au fur et à mesure de leur exécution dans la base de données primaire vers les réplicas. Cela garantit une cohérence transactionnelle élevée. Une technique très courante consiste à réplication basée sur les journaux qui fonctionne en lisant les journaux de transactions (ou les journaux binaires dans certains systèmes) de la base de données source, puis en appliquant ces entrées de journal sur la base de données cible.
  • Réplication d'instantanés : Prend une copie instantanée (instantanée) des données et l'applique aux réplicas. Cette méthode est souvent utilisée pour la synchronisation initiale ou pour répliquer des données peu modifiées.
  • Réplication de fusion : Permet d'effectuer des modifications indépendamment sur plusieurs réplicas, puis de les fusionner avec la base de données principale et les autres réplicas. Cette fonctionnalité est utile pour les environnements déconnectés ou connectés occasionnellement, mais nécessite des mécanismes sophistiqués de résolution des conflits.
  • Réplication incrémentielle basée sur les clés : Transfère uniquement les modifications apportées aux données depuis la dernière réplication. La réplication incrémentielle par clé repose sur l'identification des lignes modifiées à l'aide d'une clé ou d'un ensemble de clés spécifiques, souvent associée à une colonne d'horodatage ou de numéro de version. Lorsqu'une modification survient, le système identifie les lignes concernées à l'aide de ces clés et réplique uniquement ces lignes vers la cible.

Limitations et considérations relatives à la réplication des données

Malgré ses nombreux avantages, la réplication des données n'est pas sans risques. Les organisations doivent soigneusement prendre en compte plusieurs risques inhérents, les difficultés rencontrées lors de la mise en œuvre et les inconvénients fondamentaux.

Risques associés à la réplication des données

• L'incohérence des données constitue un risque majeur. Mal gérées, notamment dans les scénarios de réplication asynchrone, les retards ou les échecs de mise à jour des réplicas peuvent entraîner des divergences entre les jeux de données, source de confusion et de décisions commerciales potentiellement erronées.
• Un autre risque considérable réside dans l'augmentation des vulnérabilités de sécurité. Plus le nombre de copies de données est élevé et plus le nombre de systèmes impliqués dans la réplication est élevé, plus la surface d'attaque s'élargit. Garantir des protocoles de sécurité cohérents sur toutes les réplications est crucial, mais peut s'avérer complexe.
• De plus, le risque de corruption des données est amplifié si la corruption se propage aux répliques avant que la détection et l’atténuation ne soient lancées.

Les défis de la réplication des données

• L'un des principaux défis réside dans la complexité. La configuration et la gestion de la réplication sur différents systèmes et infrastructures réseau sont techniquement exigeantes et nécessitent une expertise spécialisée.
• Assurer l’intégrité des données tout au long du processus de réplication, en particulier lorsqu’il s’agit de volumes élevés de données et de mises à jour fréquentes, constitue également un défi important.
• De plus, la consommation de bande passante du réseau peut devenir un défi majeur, en particulier pour les grands ensembles de données et la réplication fréquente, ce qui peut avoir un impact sur d’autres applications dépendantes du réseau.
• Un autre défi concerne la latence, en particulier dans les scénarios de réplication géographiquement distribués, où le décalage entre les mises à jour des systèmes primaire et secondaire peut être substantiel.

Inconvénients de la réplication des données

Certains inconvénients inhérents sont associés à la réplication des données.

• L'un des principaux inconvénients réside dans les besoins accrus en stockage. Conserver plusieurs copies de données nécessite naturellement une capacité de stockage nettement supérieure.
• La surcharge du système principal est souvent importante, car il doit consacrer des ressources pour suivre et transmettre les modifications aux répliques, ce qui a un impact sur les performances du système principal.
• Le coût associé à la mise en œuvre et à la maintenance d’une infrastructure de réplication de données robuste, comprenant le matériel, les logiciels et le personnel qualifié, peut être important, en particulier pour les organisations disposant d’environnements de données à grande échelle ou complexes.

Cas d'utilisation de la réplication de données

Répartition géographique des données

Pour les entreprises dont les opérations ou les utilisateurs sont dispersés géographiquement, la réplication permet de rapprocher les données des utilisateurs locaux. Cela réduit la latence du réseau et améliore l'expérience utilisateur, en particulier pour les applications sensibles à la latence.

Migration et mises à niveau du système

La réplication peut faciliter la migration des données vers de nouveaux systèmes ou lors des mises à niveau de bases de données. Les données peuvent être répliquées sur le nouveau système en parallèle avec l'ancien, ce qui facilite la transition et réduit les temps d'arrêt.

Intégration des données

Dans les environnements où les données sont réparties sur plusieurs systèmes, les techniques de réplication des données peuvent être utilisées pour consolider les informations dans un emplacement centralisé à des fins d'analyse ou à d'autres fins.

Entreposage de données et BI

Les organisations utilisent la réplication de données pour alimenter leurs entrepôts de données ou leurs systèmes BI. Les données opérationnelles sont répliquées de la base de données de production vers un entrepôt de données distinct, où elles peuvent être transformées et analysées sans impacter les performances du système transactionnel.

Comment les outils de réplication de données aident les organisations

Les outils de réplication de données simplifient et automatisent le processus de conservation de copies cohérentes des données sur différents systèmes. Ils offrent diverses fonctionnalités qui aident les organisations de plusieurs manières :

• Les outils d'intégration de données modernes sont équipés de fonctionnalités CDC et de réplication de données intégrées, associées à une interface utilisateur glisser-déposer qui permet aux utilisateurs de configurer de manière transparente les processus de réplication.
• Les outils de réplication permettent l’automatisation des tâches de réplication, telles que la synchronisation initiale, la réplication continue des modifications et la gestion des planifications de réplication.
• Les outils de réplication de données sont souvent conçus pour fonctionner avec une large gamme de systèmes de gestion de bases de données (SGBD), qu'ils soient relationnels (SQL Server, Oracle, PostgreSQL, MySQL) ou NoSQL. Cela offre une grande flexibilité aux organisations disposant d'environnements hétérogènes.
• Les outils de réplication de données modernes sont conçus pour être évolutifs et capables de gérer de gros volumes de données et d'augmenter les charges de réplication à mesure que les besoins de l'organisation évoluent.
• L’utilisation de plates-formes sans code de niveau entreprise pour gérer la réplication des données minimise le besoin d’interventions manuelles.

Conclusion

La réplication des données offre de nombreux avantages aux organisations, si elle est mise en œuvre en tenant compte des risques et des défis inhérents. Ce processus peut être simplifié grâce à des outils de gestion des données d'entreprise, tels que Astera.

Astera Offre des fonctionnalités de réplication, d'extraction, d'intégration, de nettoyage, de transformation et d'entreposage de données, le tout dans une interface entièrement sans code. L'outil automatise l'intégralité du processus de réplication grâce à des fonctionnalités telles que la planification des tâches, l'automatisation des workflows, la cartographie par IA, ainsi que des transformations et fonctions intégrées.

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