Ключевые понятия для понимания разделения баз данных

Разделение баз данных на несколько серверов означает разделение данных на несколько серверов баз данных и обычно используется для масштабирования. Однако при этом возникают значительные операционные и инфраструктурные сложности, которых следует избегать до тех пор, пока это не станет абсолютно необходимым.

Подходы, позволяющие отложить шардинг

Вертикальное масштабирование: Использование более мощных отдельных серверов баз данных - больше процессоров, памяти, хранилищ и пропускной способности каналов ввода-вывода. Это гораздо проще в управлении, чем шардинг, и при этом позволяет значительно расширить систему.

Оптимизация SQL: Настройка SQL-запросов и схемы базы данных для достижения максимальной производительности на одном сервере. Требуются соответствующие индексы, эффективный SQL и т.д.

Кэширование: использование кэшей in-memory, например Redis, для снижения нагрузки на базу данных за счет отсутствия необходимости обращаться к ней при каждом запросе.

Реплики чтения + балансировщик нагрузки: Добавляет горизонтальную масштабируемость чтения без полной сложности шардинга. Направляет чтение между репликами.

Эти подходы к оптимизации должны быть исчерпаны перед шардингом, учитывая его сложность.

Горизонтальное и вертикальное шардирование

Существует два высокоуровневых подхода:

Вертикальное шардирование: Разделение базы данных на колоночные таблицы или секции по сравнению со строками. Например, одна таблица для имен, другая - для электронной почты.

Горизонтальное разделение: Разделение базы данных на разделы строк, равномерно распределенные по нескольким серверам.

Некоторые методы горизонтального разделения:

1. На основе диапазона: Сегментирование строк на основе диапазона значений, например возрастных групп. Может привести к неравномерному распределению данных и появлению "горячих точек".

2. На основе каталога: Использование каталога для поиска строк. Обеспечивается гибкость, но возникает риск возникновения единой точки отказа.

3. На основе хеширования: Применение хэш-функций для равномерного распределения строк по хранилищам. Сложнее перебалансировать.
При разбиении на сегменты следует использовать самый простой подход, отвечающий требованиям, чтобы минимизировать сложность. Старайтесь избегать этого до тех пор, пока не возникнет необходимость.