Trong bài viết này, Sydexa sẽ khám phá Database Replication như một giải pháp then chốt để nâng cao tính sẵn sàng và độ tin cậy của hệ thống cơ sở dữ liệu (CSDL) trong môi trường hoạt động lớn. Hãy chia sẻ bài viết này với những người bạn nào đang muốn tìm hiểu về thiết kế hệ thống chịu tải cao nhé! 😍
Chúng tôi đã tạo một nhóm để các bạn có thể cùng nhau chia sẻ, học hỏi về thiết kế hệ thống. Hãy tham gia và cùng nhau xây dựng Cộng đồng System Design Việt Nam vững mạnh nhé! 😍
Cộng Đồng System Design Việt Nam: https://www.facebook.com/groups/sydexa
Kênh TikTok: https://www.tiktok.com/@sydexa.com
Giả sử bạn đang phát triển một hệ thống thương mại điện tử phục vụ khách hàng trên toàn quốc. Khi một khách hàng đặt hàng qua website, các thông tin về đơn hàng, sản phẩm, thanh toán... cần được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu. Một số vấn đề có thể gặp phải trong tình huống này bao gồm:
- Hiệu suất: Khi số lượng khách hàng và đơn hàng gia tăng, cơ sở dữ liệu chính sẽ phải xử lý nhiều yêu cầu dẫn đến hiệu suất chậm, ảnh hưởng đến trải nghiệm khách hàng.
- Sự cố và khả năng phục hồi: Nếu cơ sở dữ liệu chính gặp sự cố (ví dụ: hư hỏng phần cứng, mất điện), dữ liệu có thể bị mất mát và tác động tiêu cực đến hoạt động kinh doanh.
Để giải quyết các vấn đề này, Database Replication đóng vai trò quan trọng.
Database Replication là gì?
Database Replication là quá trình sao chép và lưu trữ các bản sao của cơ sở dữ liệu trên nhiều server khác nhau. Quá trình này bao gồm việc sao chép dữ liệu từ một cơ sở dữ liệu chính (master) sang một hoặc nhiều cơ sở dữ liệu phụ (slave). Các cơ sở dữ liệu phụ thường được sử dụng để thực hiện các hoạt động đọc dữ liệu.
Mục tiêu chính của Database Replication bao gồm:
- Đảm bảo dữ liệu luôn sẵn sàng và nhất quán tại nhiều vị trí.
- Cải thiện hiệu suất thông qua việc phân tán lưu lượng truy cập.
- Tăng tính dự phòng cho hệ thống trong trường hợp một cơ sở dữ liệu gặp sự cố.
Phân loại Database Replication dựa trên kiến trúc
1. Master-Slave Replication
Master-slave replication là một trong những mô hình phổ biến nhất. Trong mô hình này, có một cơ sở dữ liệu chính (master) và một hoặc nhiều cơ sở dữ liệu phụ (slave).
Cơ chế hoạt động của Master-Slave Replication:
- Ghi dữ liệu: Tất cả thao tác ghi (insert, update, delete) đều được thực hiện trên database master. Các database slave không thực hiện thao tác ghi trực tiếp.
- Nhân bản dữ liệu: Mọi thay đổi trên database master sẽ được nhân bản và áp dụng lên các database slave theo cách bất đồng bộ để tối ưu hiệu suất.
- Đọc dữ liệu: Các yêu cầu đọc dữ liệu có thể thực hiện trên cả master và slave, giúp cải thiện hiệu suất hệ thống.
Ưu điểm của Master-Slave Replication:
- Tính sẵn sàng cao: Nếu database master gặp sự cố, một database slave có thể nhanh chóng được nâng cấp thành master mới.
- Cân bằng tải: Yêu cầu đọc được phân bổ giữa các database slave, cải thiện hiệu suất hệ thống.
- Dễ quản lý: Cấu trúc đơn giản với một database master giúp dễ dàng trong việc triển khai, cấu hình và theo dõi.
Nhược điểm của Master-Slave Replication:
- Nếu database master gặp sự cố, toàn hệ thống sẽ bị gián đoạn.
- Mất kết nối giữa master và slave có thể ảnh hưởng đến tính nhất quán của dữ liệu.
- Lưu lượng đến master tăng khi số lượng slave tăng lên, có thể làm giảm hiệu suất.
2. Multi-Master Replication
Khác với mô hình master-slave, multi-master replication cho phép nhiều database cùng giữ vai trò master và thực hiện thao tác ghi.
Cơ chế hoạt động của Multi-Master Replication:
- Tất cả các database master đều có quyền ghi và chia sẻ dữ liệu với nhau.
- Các thay đổi từ một master sẽ nhân bản cho tất cả các database khác.
- Mọi database master đều có thể ghi và nhân bản dữ liệu lẫn nhau.
Ưu điểm của Multi-Master Replication:
- Tính sẵn sàng cao: Nếu một master gặp sự cố, các master khác vẫn hoạt động bình thường.
- Khả năng mở rộng tốt: Dễ dàng thêm master mới vào hệ thống.
- Phân tán tải: Các thao tác ghi được phân tán đều cho nhiều master.
Nhược điểm của Multi-Master Replication:
- Xử lý xung đột phức tạp hơn khi có nhiều master cùng cập nhật dữ liệu.
- Tính nhất quán có thể bị ảnh hưởng tùy thuộc vào cơ chế nhân bản.
- Phức tạp trong việc triển khai và quản lý.
Asynchronous Replication
Với kiểu Asynchronous Replication, quá trình nhân bản dữ liệu không diễn ra đồng bộ, cho phép database master nhanh chóng phản hồi yêu cầu của client mà không cần chờ đợi các database slave.
Ưu điểm: Cải thiện hiệu suất nhờ giảm độ trễ trong quá trình ghi.
Nhược điểm: Có thể dẫn đến sự không nhất quán giữa master và slave.
Synchronous Replication
Theo kiểu Synchronous Replication, dữ liệu được cập nhật đồng thời giữa database master và slave, đảm bảo tính nhất quán ngay lập tức.
Ưu điểm: Dữ liệu sẽ luôn nhất quán, có thể dễ dàng chuyển sang sử dụng slave khi master gặp sự cố.
Nhược điểm: Hiệu suất có thể bị ảnh hưởng do yêu cầu đồng bộ hóa.
Thực hiện Database Replication là một giải pháp hữu hiệu để giải quyết các bài toán phức tạp trong thiết kế hệ thống. Tuy nhiên, kỹ sư cần cân nhắc kỹ lưỡng trước khi áp dụng nó trong thực tiễn.
Sydexa.com rất vui được gặp lại các bạn trong những bài viết tiếp theo!
Lời nhắn
Hãy tham gia nhóm của chúng tôi để cùng nhau học hỏi về thiết kế hệ thống. Chúng ta hãy xây dựng Cộng đồng System Design Việt Nam lớn mạnh nhé! 😄
Cộng Đồng System Design Việt Nam: https://www.facebook.com/groups/sydexa
source: viblo
