分布式系统中的数据复制

什么是数据复制

数据复制是制作数据的多个副本并将其存储在不同位置的过程，用于备份目的、容错和提高它们在网络中的整体可访问性。与数据镜像类似，数据复制可以应用于单个计算机和服务器。复制的数据可以存储在同一系统、现场和非现场主机以及基于云的主机中。

当今常见的数据库技术要么具有内置功能，要么使用第三方工具完成数据复制。虽然 Oracle 数据库和 Microsoft SQL 积极支持数据复制，但某些传统技术可能不包含开箱即用的此功能。

数据复制可以是同步的，这意味着对原始数据所做的任何更改都将被复制，也可以是异步的，这意味着仅在将 Commit 语句传递到数据库时启动复制。

数据复制的好处

尽管数据复制在成本、计算和存储要求方面可能要求很高，但企业广泛使用这种数据库管理技术来实现以下一个或多个目标：

• 提高数据的可用性
• 提高数据访问速度
• 增强服务器性能
• 完成灾难恢复

提高数据的可用性

当特定系统由于恶意软件或硬件组件故障而遇到技术故障时，仍然可以从其他站点或节点访问数据。数据复制通过在网络中的多个节点上存储数据来增强系统的弹性和可靠性。

提高数据访问速度

在有多个分支机构分布在全球的组织中，用户在将数据从一个国家/地区访问到另一个国家/地区时可能会遇到一些延迟。将副本放在本地服务器上可为用户提供更快的数据访问和查询执行时间。

增强服务器性能

数据库复制通过将主服务器上分散在分布式系统中的其他节点上，有效地减少了主服务器上的负载，从而提高了网络性能。通过将所有读取操作路由到副本数据库，IT 管理员可以保存主服务器，以便执行需要更多处理能力的写入操作。

完成灾难恢复

由于数据泄露或硬件故障，企业通常容易受到数据丢失的影响。在这样的灾难中，员工的宝贵数据以及客户信息可能会受到损害。数据复制通过在监控良好的位置维护准确的备份，有助于恢复丢失或损坏的数据，从而有助于增强数据保护。

数据复制如何工作

现代应用程序在后端使用分布式数据库，其中数据使用系统集群进行存储和处理，而不是依赖于一个特定的系统。

让我们假设应用程序的用户希望将一段数据写入数据库。这些数据被拆分为多个片段，每个片段存储在分布式系统中的不同节点上。数据库技术还负责在用户想要检索或读取数据时收集和整合不同的片段。

在这种安排中，单个系统故障可能会禁止检索整个数据。这是数据复制节省时间的地方。数据复制技术可以在每个节点上存储多个片段，以简化整个网络的读写操作。

数据复制工具可确保在发生系统故障时，仍然可以从分布式系统中的其他节点合并完整的数据。

数据复制的类型

根据所使用的数据复制工具，当今企业采用多种类型的复制。一些流行的复制模式如下：

• 全表复制
• 事务复制
• 快照复制
• 合并复制
• 基于密钥的增量复制

全表复制

全表复制意味着复制整个数据。这包括从源复制到目标的新数据、更新数据以及现有数据。这种复制方法通常与较高的成本相关，因为处理能力和网络带宽要求很高。

但是，在恢复硬删除的数据以及没有复制密钥的数据时，全表复制可能很有用 。

事务复制

在此方法中，数据复制软件制作从源到目的地的完整数据初始副本，然后订阅者数据库在修改数据时接收更新。这是更有效的复制模式，因为每次更改数据时复制的行更少。事务复制通常存在于服务器到服务器环境中。

快照复制

在快照复制中，数据将完全按照在任何给定时间显示的方式进行复制。与其他方法不同，快照复制不注意对数据所做的更改。当对数据所做的更改往往不频繁时，使用此复制模式;例如，在发布者和订阅者之间执行初始同步。

合并复制

这种类型的复制常见于服务器到客户端环境中，允许发布者和订阅服务器动态更改数据。在合并复制中，来自两个或多个数据库的数据组合成一个数据库，从而增加了使用此技术的复杂性。

基于密钥的增量复制

也称为基于键的增量数据捕获，此技术仅复制自上次更新以来更改的数据。可以将键视为数据库中存在的触发数据复制的元素。由于每次更新期间仅复制几行，因此成本非常低。

但是，缺点在于此复制模式不能用于恢复硬删除的数据，因为键值也会与记录一起删除。

数据库管理系统中的数据复制

DBMS（分发服务器）中的数据复制可以使用合适的复制方案进行。广泛采用的复制方案如下：

• 完整数据复制
• 部分数据复制
• 无复制

完整数据复制

完全复制意味着在分布式系统的每个站点复制完整的数据库。该方案最大限度地提高了广域网的数据可用性和冗余。

例如，如果欧洲或北美服务器遇到技术困难，则跨国网络中的用户可以从亚洲服务器访问完整的数据库。

完全复制还有助于更快地执行全局查询，因为可以从任何本地服务器获取结果。完全复制的缺点是更新过程往往较慢。这使得在每个位置保持数据的最新副本变得非常具有挑战性。

部分数据复制

当根据每个位置的数据重要性仅复制数据库的某些片段时，将发生部分复制。在这里，副本数的范围可以从分布式系统中的节点总数。

在企业环境中，此复制模式对于销售和营销团队的成员非常有用，其中部分数据库存储在个人计算机上并定期与主服务器同步。

无复制

在这种复制模式下，分布式系统的每个站点上仅存在一个片段。虽然没有复制可以归因于数据恢复的便利性，但它可能会对查询的执行速度产生不利影响，因为多个用户访问同一服务器。与其他复制方案相比，DBMS 中没有数据复制提供较差的数据可用性。

使用 Device Control Plus 防止数据丢失

Device Control Plus 安全解决方案，可防止可移动设备（如 U 盘或拇指驱动器）未经授权访问分布式系统中的节点。可移动存储设备对组织中的数据安全以及客户和员工个人信息的隐私始终存在威胁。

此外，生产环境中的关键系统会受到内部攻击，以获取个人或专业利益。每当文件被修改或复制到 USB 设备时，Device Control Plus 都会将原始文件复制到受密码保护的网络共享，以便在发生数据泄露时轻松恢复。

Device Control Plus 带有内置的文件阴影功能，可保护整个网络中的重要数据。选择端点以启用文件复制、设置文件大小和文件扩展名限制、配置远程共享路径，即可保护您的业务免受数据丢失风险。