Replikoinnin perusteet

Kuvittele, että sinulla on erittäin tärkeä kirja. Mitä jos kadottaisit sen? Haluaisit varmasti siitä kopion, eikö niin?

Tietokannan replikointi toimii samalla periaatteella! Siinä luodaan ja ylläpidetään useita kopioita tietokannasta.

Näin tietosi pysyvät turvassa ja aina saatavilla, vaikka alkuperäisessä tapahtuisi jotain odottamatonta.

Yksi tärkeimmistä replikoinnin syistä on korkea käytettävyys.

• Jos päätietokantapalvelimesi (alkuperäinen) kaatuu, et halua sovellustesi lakkaavan toimimasta.
• Replikoinnin ansiosta toinen kopio voi ottaa nopeasti ohjat.
• Tämä minimoi käyttökatkot ja pitää palvelusi toiminnassa sujuvasti.

Ajattele suosittua verkkosivustoa. Tuhannet käyttäjät saattavat lukea tietoja samanaikaisesti.

Jos kaikki nämä pyynnöt kohdistuvat yhteen tietokantaan, sen toiminta voi hidastua huomattavasti.

Replikoinnin avulla lukukyselyt voidaan jakaa useiden kopioiden kesken, jolloin kuormitus jakautuu ja suorituskyky paranee kaikkien käyttäjien kannalta.

Katastrofeja tapahtuu: laitteistovikoja, luonnonilmiöitä ja jopa inhimillisiä virheitä.

Tietokannan replikointi eri fyysiseen sijaintiin tai toiselle palvelimelle on ratkaisevan tärkeää katastrofitilanteista palautumisen kannalta.

Jos ensisijainen palvelinkeskus poistuu käytöstä, voit siirtyä käyttämään replikoitua kopiota ja välttää liiketoiminnan tietojen menetykset sekä pitkät käyttökatkot.

Yleisin replikaatioasetelma on Primary-Standby-arkkitehtuuri, josta käytetään usein nimitystä Master-Slave-arkkitehtuuri.

• Primary-palvelin on alkuperäinen tietokanta, jossa kaikki tietojen muutokset (kirjoitukset) tehdään.
• Standby-palvelimet ovat kopioita, jotka vastaanottavat muutokset Primary-palvelimelta.
• Standby-palvelimet ovat yleensä vain luku -tilassa, ja niitä käytetään varmuuskopioina tai lukukuorman jakamiseen.

Primary-palvelin on replikoidun järjestelmän ydin. Sen vastuulla on:

• Kaikkien saapuvien kirjoitusoperaatioiden (INSERT, UPDATE, DELETE) käsittely.
• Write-Ahead Login (WAL) luominen. Se tallentaa jokaisen muutoksen.
• WAL-tietueiden lähettäminen Standby-palvelimille.

Ajattele sitä alkuperäisenä kirjoittajana, joka kirjoittaa uusia lukuja ja lähettää ne oikolukijoille.

Standby-palvelimen päätarkoitus on peilata Primary-palvelinta. Sen tehtäviin kuuluvat:

• WAL-tietueiden vastaanottaminen Primary-palvelimelta.
• WAL-tietueiden käyttöönotto omassa tietokannassa, jotta se pysyy synkronoituna.
• Vain luku -kyselyiden palveleminen, mikä vähentää Primary-palvelimen kuormaa.

Se on kuin oikolukija, joka päivittää oman kappaleensa kirjailijalta saamiensa uusien lukujen avulla.

PostgreSQL-replikaation ytimessä on Write-Ahead Log (WAL).

WAL on tietueiden sarja, joka kuvaa kaikki tietokannan datatiedostoihin tehdyt muutokset.

Ennen kuin tietoja kirjoitetaan levylle, muutos tallennetaan WAL:iin. Tämä varmistaa tietojen eheyden ja säilyvyyden.

WAL on replikaatiolle välttämätön, koska:

• Primary-palvelin suoratoistaa WAL-tietueensa Standby-palvelimille.
• Standby-palvelin toistaa nämä WAL-tietueet.
• Toistamalla WAL:n Standby rakentaa uudelleen Primary-tietokannan täsmällisen tilan.

Tämä tehokas mekanismi varmistaa, että Standby-palvelimet ovat yhdenmukaisia kopioita Primarysta.

Olet juuri oppinut tietokannan replikaation keskeiset käsitteet!

• Replikaatio luo tietokannasta kopioita korkean käytettävyyden, lukukuorman jakamisen ja palautumisen mahdollistamiseksi katastrofitilanteissa.
• Yleiseen asetelmaan kuuluu yksi Primary-palvelin ja vähintään yksi Standby-palvelin.
• Write-Ahead Log (WAL) on keskeinen, koska se tallentaa kaikki muutokset ja suoratoistetaan Standby-palvelimille niiden pitämiseksi synkronoituina.

Seuraavaksi perehdymme fyysisen suoratoistoreplikaation määrittämiseen!