📑 Репликация: что это, зачем и с ней работать

Репликация — это процесс копирования данных с одного сервера базы данных на другой (или несколько серверов). Основной сервер, с которого копируются данные, называется мастером (primary), а серверы, которые получают копии данных, называются репликами (replicas) или слейвами (secondary).

Цель репликации — создание резервных копий данных, которые можно использовать для различных целей: от балансировки нагрузки до аварийного восстановления. Реплики могут быть настроены для обработки чтения данных, тогда как мастер продолжает обрабатывать все операции записи. Это позволяет равномерно распределять нагрузку на систему и повысить её производительность.

👀 Для чего нужна репликация?

Репликация решает несколько важных задач в базах данных, особенно в высоконагруженных или критически важных системах. Вот несколько причин, для чего используется репликация:

1. Отказоустойчивость и резервное копирование: реплики позволяют обеспечить высокую доступность системы даже в случае сбоев на основном сервере. Если мастер выходит из строя, одна из реплик может быть назначена новым мастером.
2. Балансировка нагрузки: репликация позволяет распределять запросы на чтение между репликами, что снижает нагрузку на основной сервер и увеличивает производительность системы.
3. Географическая близость данных: с помощью репликации можно создавать реплики данных в разных географических регионах, что улучшает производительность системы для пользователей из разных уголков мира.
4. Анализ и отчётность: в некоторых случаях реплики используются для аналитических запросов или создания отчётов, чтобы не нагружать основной сервер транзакциями.

🚬 Насколько полезна репликация?

Репликация полезна в большинстве высоконагруженных систем и систем, требующих высокой доступности данных. Она особенно важна для крупных приложений, где потеря данных или время простоя могут стоить компании миллионов.

😊 Преимущества репликации

• Высокая доступность: система продолжает работать даже при отказе одного из серверов.
• Ускорение работы: запросы на чтение могут направляться на реплики, что снижает нагрузку на основной сервер и повышает общую производительность.
• Географическая оптимизация: создание реплик данных ближе к пользователям ускоряет доступ к информации для глобальных приложений.

🍔 Недостатки репликации

• Задержки в синхронизации: репликация может происходить с задержками, что приводит к тому, что данные на репликах могут быть не актуальны на момент запроса.
• Сложность настройки: управление репликами требует продуманной архитектуры и мониторинга, особенно если используются сложные системы с большим количеством серверов.
• Дополнительные ресурсы: репликация требует выделения дополнительных серверов и ресурсов, что увеличивает стоимость инфраструктуры.

☀️ Основные стратегии репликации

Репликация бывает нескольких видов, в зависимости от того, как и когда данные синхронизируются между мастером и репликами:

1. Синхронная репликация:
   • Данные записываются на все реплики одновременно с записью на мастер. Такая стратегия гарантирует, что все реплики содержат актуальные данные. Однако она замедляет процесс записи, так как операция считается завершённой только после записи на все узлы.
   • Применяется в системах, где критически важна консистентность данных.
2. Асинхронная репликация:
   • Данные сначала записываются на мастер, а затем передаются на реплики с задержкой. Это позволяет повысить производительность системы, но может привести к тому, что данные на репликах будут слегка устаревшими.
   • Чаще всего используется в системах, где важнее производительность, чем консистентность данных в реальном времени.
3. Полусинхронная репликация:
   • Компромисс между синхронной и асинхронной репликацией. Мастер дожидается записи хотя бы на одну реплику, прежде чем завершить операцию, а остальные реплики обновляются асинхронно.

🤩 Больше про всё это есть в книге - Высоконагруженные приложения М. Клеппмана 🤩