ما المقصود بتقسيم قاعدة البيانات إلى أجزاء؟

تستخدم المؤسسات مشاركة قاعدة البيانات للحصول على الفوائد التالية:

تحسين وقت الاستجابة

يستغرق استرداد البيانات وقتًا أطول في قاعدة بيانات واحدة كبيرة. يحتاج نظام إدارة قاعدة البيانات إلى البحث في العديد من الصفوف لاسترداد البيانات الصحيحة. على النقيض من ذلك، تحتوي شظايا البيانات على صفوف أقل من قاعدة البيانات بأكملها. لذلك، يستغرق الأمر وقتًا أقل لاسترداد معلومات محددة، أو تشغيل استعلام، من قاعدة بيانات مشتركة. 

تجنب انقطاع الخدمة بالكامل

إذا فشل الكمبيوتر الذي يستضيف قاعدة البيانات، يفشل التطبيق الذي يعتمد على قاعدة البيانات أيضًا. يمنع تقسيم قاعدة البيانات هذا عن طريق توزيع أجزاء من قاعدة البيانات على أجهزة كمبيوتر مختلفة. فشل أحد أجهزة الكمبيوتر لا يؤدي إلى إيقاف تشغيل التطبيق لأنه يمكن أن يعمل مع شظايا وظيفية أخرى. غالبًا ما يتم إجراء التقسيم جنبًا إلى جنب مع النسخ المتماثل للبيانات عبر الأجزاء. لذلك، إذا أصبحت قطعة واحدة غير متوفرة، فيمكن الوصول إلى البيانات واستعادتها من قطعة بديلة.

توسيع النطاق بكفاءة

تستهلك قاعدة البيانات المتنامية المزيد من موارد الحوسبة وتصل في النهاية إلى سعة التخزين. يمكن للمؤسسات استخدام تقسيم قاعدة البيانات لإضافة المزيد من موارد الحوسبة لدعم توسيع قاعدة البيانات. يمكنهم إضافة شظايا جديدة في وقت التشغيل دون إيقاف تشغيل التطبيق للصيانة.

تطبق طرق تقسيم قاعدة البيانات قواعد مختلفة على مفتاح شارد لتحديد العقدة الصحيحة لصف بيانات معين. فيما يلي بنى مشتركة للقسمة

تقسيم قائم على النطاق

التقسيم القائم على النطاق، أو التقسيم الديناميكي، يقسم صفوف قاعدة البيانات بناءً على نطاق من القيم. ثم يقوم مصمم قاعدة البيانات بتعيين مفتاح شارد للنطاق المعني. على سبيل المثال، يقوم مصمم قاعدة البيانات بتقسيم البيانات وفقًا للأبجدية الأولى في اسم العميل على النحو التالي. 

 

الاسم	مفتاح شارد
يبدأ بـ A إلى I	A
يبدأ من J إلى S	B
يبدأ بحرف T إلى Z	C

 

عند كتابة سجل عميل إلى قاعدة البيانات، يحدد التطبيق مفتاح الشارد الصحيح عن طريق التحقق من اسم العميل. ثم يطابق التطبيق المفتاح مع العقدة الفعلية ويخزن الصف على هذا الجهاز. وبالمثل، يقوم التطبيق بإجراء مطابقة عكسية عند البحث عن سجل معين.

الحسنات والسيئات

اعتمادًا على قيم البيانات، يمكن أن يؤدي التقسيم المستند إلى النطاق إلى التحميل الزائد للبيانات على عقدة مادية واحدة. في مثالنا، قد يحتوي الجزء A (الذي يحتوي على أسماء تبدأ بـ A إلى I) على عدد أكبر بكثير من صفوف البيانات من الجزء C (الذي يحتوي على أسماء تبدأ بـ T إلى Z). ومع ذلك، فمن الأسهل تنفيذها.

تقسيم مجزأ

يقوم التقسيم المجزأة بتعيين مفتاح شارد لكل صف من قاعدة البيانات باستخدام صيغة رياضية تسمى دالة التجزئة. تأخذ وظيفة التجزئة المعلومات من الصف وتنتج قيمة تجزئة. يستخدم التطبيق قيمة التجزئة كمفتاح شارد ويخزن المعلومات في الجزء المادي المقابل.

يستخدم مطورو البرامج التجزئة المجزأة لتوزيع المعلومات بالتساوي في قاعدة بيانات بين شظايا متعددة. على سبيل المثال، يفصل البرنامج سجلات العملاء إلى جزأين بقيم تجزئة بديلة 1 و 2. 

الاسم	قيمة الهاش
جوان	1
جين	2
باولو	1
وانغ	2

الحسنات والسيئات

على الرغم من أن التجزئة المجزأة تؤدي إلى توزيع البيانات بالتساوي بين الأجزاء المادية، إلا أنها لا تفصل قاعدة البيانات بناءً على معنى المعلومات. لذلك، قد يواجه مطورو البرامج صعوبات في إعادة تعيين قيمة التجزئة عند إضافة المزيد من الأجزاء المادية إلى بيئة الحوسبة. 

تقسيم المجلد

يستخدم تقسيم المجلد جدول بحث لمطابقة معلومات قاعدة البيانات مع الجزء المادي المقابل. يشبه جدول البحث جدولًا في جدول بيانات يربط عمود قاعدة البيانات بمفتاح شارد. على سبيل المثال، يعرض الرسم البياني التالي جدول بحث لألوان الملابس.

اللون	مفتاح شارد
أزرق	A
أحمر	B
أصفر	C
أسود	D

عندما يقوم أحد التطبيقات بتخزين معلومات الملابس في قاعدة البيانات، فإنه يشير إلى جدول البحث. إذا كان الفستان أزرق، يقوم التطبيق بتخزين المعلومات في الجزء المقابل. 

الحسنات والسيئات

يستخدم مطورو البرامج تقسيم الدليل لأنه مرن. كل شارد هو تمثيل هادف لقاعدة البيانات ولا يقتصر على النطاقات. ومع ذلك، يفشل تقسيم الدليل إذا كان جدول البحث يحتوي على معلومات خاطئة. 

التقسيم الجغرافي

يقسم التقسيم الجغرافي ويخزن معلومات قاعدة البيانات وفقًا للموقع الجغرافي. فمثلا، يستخدم موقع التعارف خدمة قاعدة بيانات لتخزين معلومات العملاء من مدن مختلفة على النحو التالي. 

الاسم	مفتاح شارد
جوان	كاليفورنيا
جين	واشنطن
باولو	أريزونا

يستخدم مطورو البرامج المدن كمفاتيح شارد. يقومون بتخزين معلومات كل عميل في أجزاء مادية تقع جغرافيًا في المدن المعنية. 

الحسنات والسيئات

يتيح التقسيم الجغرافي للتطبيقات استرداد المعلومات بشكل أسرع نظرًا للمسافة الأقصر بين الشظية والعميل الذي يقدم الطلب. إذا كانت أنماط الوصول إلى البيانات تعتمد في الغالب على الجغرافيا، فإن هذا يعمل بشكل جيد. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي التقسيم الجغرافي أيضًا إلى توزيع غير متساوٍ للبيانات. 

مشاركة قاعدة البيانات هي استراتيجية قياس أفقية تخصص عقدًا أو أجهزة كمبيوتر إضافية لمشاركة عبء العمل الخاص بالتطبيق. تستفيد المؤسسات من القياس الأفقي بسبب بنيته المتسامحة مع الأخطاء. عند فشل أحد أجهزة الكمبيوتر، يستمر الآخرون في العمل دون انقطاع. يعمل مصممو قواعد البيانات على تقليل وقت التوقف عن طريق نشر الأجزاء المنطقية عبر خوادم متعددة. 

ومع ذلك، فإن التقسيم هو واحد من بين العديد من استراتيجيات توسيع قاعدة البيانات الأخرى. استكشف بعض التقنيات الأخرى وافهم كيفية مقارنتها.

تحجيم عمودي

يزيد القياس الرأسي من قوة الحوسبة لجهاز واحد. على سبيل المثال، يضيف فريق تكنولوجيا المعلومات وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي وقرص ثابت إلى خادم قاعدة بيانات للتعامل مع حركة المرور المتزايدة. 

مقارنة بين تقسيم قاعدة البيانات والقياس الرأسي

يعد القياس الرأسي أقل تكلفة، ولكن هناك حد لموارد الحوسبة التي يمكنك قياسها رأسيًا. وفي الوقت نفسه، فإن التقسيم، وهو استراتيجية تحجيم أفقي، أسهل في التنفيذ. على سبيل المثال، يقوم فريق تكنولوجيا المعلومات بتثبيت أجهزة كمبيوتر متعددة بدلاً من ترقية أجهزة الكمبيوتر القديمة.

الاستنساخ

النسخ المتماثل هو تقنية تقوم بعمل نسخ طبق الأصل من قاعدة البيانات وتخزينها عبر أجهزة كمبيوتر مختلفة. يستخدم مصممو قواعد البيانات النسخ المتماثل لتصميم نظام إدارة قواعد بيانات علائقية متسامح مع الأخطاء. عند فشل أحد أجهزة الكمبيوتر التي تستضيف قاعدة البيانات، تظل النسخ المتماثلة الأخرى قيد التشغيل. النسخ المتماثل هو ممارسة شائعة في أنظمة الحوسبة الموزعة.

مقارنة بين تقسيم قاعدة البيانات والنسخ المتماثل

لا تنشئ مشاركة قاعدة البيانات نسخًا من نفس المعلومات. بدلاً من ذلك، يقوم بتقسيم قاعدة بيانات واحدة إلى أجزاء متعددة وتخزينها على أجهزة كمبيوتر مختلفة. على عكس النسخ المتماثل، لا يؤدي تقسيم قاعدة البيانات إلى توفر كبير. يمكن استخدام التقسيم جنبًا إلى جنب مع النسخ المتماثل لتحقيق كل من الحجم والتوافر العالي.

في بعض الحالات، قد يتكون تقسيم قاعدة البيانات من نسخ متماثلة لمجموعات بيانات محددة. على سبيل المثال، قد يقوم متجر البيع بالتجزئة الذي يبيع المنتجات للعملاء الأمريكيين والأوروبيين بتخزين نسخ طبق الأصل من جداول تحويل الحجم على أجزاء مختلفة لكلا المنطقتين. يمكن للتطبيق استخدام النسخ المكررة من جدول التحويل لتحويل حجم القياس دون الوصول إلى خوادم قاعدة البيانات الأخرى. 

التقسيم

التقسيم هو عملية تقسيم جدول قاعدة البيانات إلى مجموعات متعددة. يتم تصنيف التقسيم إلى نوعين: 

• التقسيم الأفقي يقسم قاعدة البيانات حسب الصفوف.
• ينشئ التقسيم الرأسي أقسامًا مختلفة من أعمدة قاعدة البيانات. 

مقارنة بين تقسيم قاعدة البيانات وتقسيمها

تقسيم قاعدة البيانات يشبه التقسيم الأفقي. تقسم كلتا العمليتين قاعدة البيانات إلى مجموعات متعددة من الصفوف الفريدة. يقوم التقسيم بتخزين جميع مجموعات البيانات في نفس الكمبيوتر، لكن تقسيم قاعدة البيانات ينشرها عبر أجهزة كمبيوتر مختلفة.

AWS عبارة عن نظام أساسي عالمي لإدارة البيانات يمكنك استخدامه لبناء استراتيجية بيانات حديثة. باستخدام AWS، يمكنك اختيار قاعدة البيانات المناسبة المصممة لهذا الغرض، وتحقيق الأداء على نطاق واسع، وتشغيل قواعد البيانات المُدارة بالكامل، والاعتماد على التوافر والأمان العاليين.

ابدأ بإدارة البيانات على AWS من خلال إنشاء حساب AWS اليوم.