Sharding là gì và nó hoạt động như thế nào?

Phân đoạn là một phần của cơ sở dữ liệu được tách ra khỏi cơ sở dữ liệu chính và được lưu trữ trên một máy chủ hoặc vị trí riêng biệt. Điều này cho phép phân vùng theo chiều ngang, trong đó một số tác vụ hoặc dữ liệu nhất định có thể được phân phối trên nhiều máy chủ để cải thiện hiệu suất và khả năng mở rộng.

Sharding thường được sử dụng trong các ứng dụng quy mô lớn, nơi lượng dữ liệu được lưu trữ và xử lý quá lớn để một máy chủ có thể xử lý . Bằng cách chia dữ liệu thành các phân đoạn nhỏ hơn, mỗi máy chủ có thể tập trung vào một tập hợp con dữ liệu cụ thể, giảm tải cho từng máy chủ riêng lẻ và cải thiện hiệu suất hệ thống tổng thể.

Có nhiều loại phân đoạn khác nhau, bao gồm:

1. Phân đoạn dựa trên phạm vi: Điều này bao gồm việc chia dữ liệu thành các phạm vi dựa trên một khóa hoặc thuộc tính cụ thể và gán từng phạm vi cho một phân đoạn riêng biệt. Ví dụ: cơ sở dữ liệu cho một trang web thương mại điện tử có thể sử dụng phân đoạn dựa trên phạm vi để chia khách hàng thành các phân đoạn khác nhau dựa trên họ của họ.
2. Phân đoạn dựa trên hàm băm: Điều này liên quan đến việc sử dụng hàm băm để ánh xạ dữ liệu tới các phân đoạn khác nhau dựa trên một khóa hoặc thuộc tính cụ thể. Ví dụ: nền tảng truyền thông xã hội có thể sử dụng phân đoạn dựa trên hàm băm để phân phối người dùng trên các phân đoạn khác nhau dựa trên tên người dùng của họ.
3. Băm nhất quán: Đây là một biến thể của phân đoạn dựa trên hàm băm nhằm đảm bảo rằng mỗi phân đoạn chứa một tập hợp con dữ liệu nhất quán, ngay cả khi số lượng phân đoạn thay đổi. Điều này có thể giúp cải thiện hiệu suất và khả năng mở rộng của hệ thống.
4. Phân mảnh tổng hợp: Điều này liên quan đến việc sử dụng kết hợp phân mảnh dựa trên phạm vi và dựa trên hàm băm để phân phối dữ liệu trên nhiều phân đoạn. Ví dụ: một nền tảng trò chơi trực tuyến có thể sử dụng phân đoạn tổng hợp để chia người chơi thành các phân đoạn khác nhau dựa trên vị trí và loại trò chơi của họ.

Sharding có thể mang lại một số lợi ích, bao gồm:

1. Cải thiện hiệu suất: Bằng cách phân phối dữ liệu trên nhiều máy chủ, shending có thể giúp cải thiện hiệu suất của hệ thống bằng cách giảm tải trên từng máy chủ.
2. Khả năng mở rộng: Sharding cho phép phân vùng dữ liệu theo chiều ngang, giúp mở rộng hệ thống dễ dàng hơn bằng cách thêm nhiều máy chủ nếu cần.
3. Tính linh hoạt: Sharding có thể được sử dụng để phân phối dữ liệu dựa trên các thuộc tính hoặc khóa khác nhau, cho phép linh hoạt hơn trong cách lưu trữ và xử lý dữ liệu.
4. Tính sẵn sàng cao: Bằng cách phân phối dữ liệu trên nhiều máy chủ, sharding có thể giúp cải thiện tính khả dụng của hệ thống bằng cách giảm nguy cơ xảy ra một điểm lỗi.

Tuy nhiên, sharding cũng có một số nhược điểm tiềm ẩn, bao gồm:

1. Độ phức tạp tăng lên: Sharding có thể tăng thêm độ phức tạp cho hệ thống vì nó yêu cầu cơ sở hạ tầng và bảo trì bổ sung.
2. Tính nhất quán của dữ liệu: Phân đoạn có thể khiến việc đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu trên các phân đoạn khác nhau trở nên khó khăn hơn vì những thay đổi được thực hiện đối với một phân đoạn có thể không được phản ánh ngay lập tức trong các phân đoạn khác.
3. Độ trễ mạng: Giao tiếp giữa các phân đoạn khác nhau có thể gây ra độ trễ mạng, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống.
4. Vị trí dữ liệu: Sharding có thể gây khó khăn hơn trong việc đảm bảo dữ liệu được lưu trữ trên cùng một máy chủ hoặc vị trí với ứng dụng đang truy cập nó, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống.