Phân vùng theo chiều dọc, còn được gọi là phân mảnh cơ sở dữ liệu, phân vùng dữ liệu hoặc đơn giản là phân mảnh, đề cập đến quá trình chia cơ sở dữ liệu lớn thành các phần nhỏ hơn, dễ quản lý hơn, được gọi là phân đoạn hoặc phân vùng. Sau đó, các kho dữ liệu nhỏ hơn này có thể được phân phối giữa nhiều máy chủ hoặc phiên bản, do đó cải thiện hiệu suất, khả năng mở rộng và độ tin cậy của các hoạt động lưu trữ và truy xuất dữ liệu. Trong bối cảnh khả năng mở rộng, phân vùng dọc đóng một vai trò quan trọng trong việc giúp các tổ chức xử lý khối lượng dữ liệu ngày càng tăng và quản lý hiệu quả khối lượng công việc ngày càng tăng của các ứng dụng dựa trên các bộ dữ liệu khổng lồ này.
Mục tiêu chính của phân vùng dọc là phân phối dữ liệu đồng đều cùng với khối lượng công việc, đảm bảo rằng không có máy chủ hoặc phiên bản nào trở thành nút thắt cổ chai về hiệu suất. Điều này đạt được bằng cách phân chia các hàng hoặc cột dữ liệu dựa trên khóa phân đoạn (còn được gọi là khóa phân vùng). Khóa phân đoạn thường được chọn dựa trên các thuộc tính hoặc yêu cầu ứng dụng cụ thể, chẳng hạn như dữ liệu chuỗi thời gian, vị trí địa lý hoặc phân khúc khách hàng. Dữ liệu sau đó được lưu trữ trong các phân đoạn riêng biệt trên các máy chủ khác nhau, mỗi phân đoạn chịu trách nhiệm xử lý một phần của tập dữ liệu tổng thể.
Khi cơ sở dữ liệu phát triển, việc phân vùng theo chiều dọc cho phép mở rộng quy mô tuyến tính vì các phân đoạn mới có thể dễ dàng được thêm vào để đáp ứng các yêu cầu dữ liệu ngày càng tăng. Loại kiến trúc mở rộng quy mô này, thường được gọi là "mở rộng quy mô", rất quan trọng để hỗ trợ các ứng dụng quy mô lớn, giống như các ứng dụng được tạo bởi nền tảng AppMaster —nơi nhu cầu của người dùng có thể thay đổi nhanh chóng và các yêu cầu có thể phát triển theo thời gian. Theo gói đăng ký Business+ và Enterprise của chúng tôi, cơ sở dữ liệu được phân vùng theo chiều dọc có thể được lưu trữ tại chỗ, đảm bảo chủ quyền dữ liệu và đáp ứng nhu cầu về hiệu suất, khả năng mở rộng và độ tin cậy cao.
Phân vùng dọc mang lại một số lợi ích chính cho việc phát triển ứng dụng hiện đại, bao gồm cải thiện độ trễ, giảm thời gian truy vấn, tăng dung lượng lưu trữ và nâng cao khả năng chịu lỗi. Bằng cách phân phối dữ liệu trên nhiều máy chủ hoặc phiên bản, tổ chức không chỉ có thể giảm đáng kể thời gian truy vấn đối với các tập dữ liệu lớn mà còn giảm thiểu tác động của mọi lỗi máy chủ hoặc sự cố hiệu suất trong cơ sở hạ tầng cơ sở dữ liệu.
Bên cạnh nhiều ưu điểm, cần lưu ý rằng việc phân vùng theo chiều dọc cũng gây ra một số thách thức. Chúng bao gồm tăng độ phức tạp trong hoạt động, phân phối và tái cân bằng dữ liệu, quản lý sao lưu và phục hồi, giao dịch giữa các phân đoạn và tính nhất quán toàn cầu. Để giải quyết những thách thức này, các tổ chức cần phát triển các chiến lược quản lý phân đoạn mạnh mẽ, xem xét cẩn thận các phương pháp phân phối dữ liệu và chọn các công cụ và công nghệ phù hợp nhất cho các trường hợp sử dụng cụ thể của họ.
Việc áp dụng các giải pháp phân vùng dọc thường được thúc đẩy bởi nhu cầu ngày càng tăng về các ứng dụng có hiệu suất và khả năng mở rộng có thể xử lý khối lượng dữ liệu ngày càng mở rộng. Nghiên cứu và thống kê gần đây chỉ ra rằng thị trường phân tích kinh doanh và dữ liệu lớn toàn cầu dự kiến sẽ tăng lên 274,3 tỷ USD vào năm 2022, với Tốc độ tăng trưởng gộp hàng năm (CAGR) là 13,2%. Quỹ đạo tăng trưởng ấn tượng này nêu bật tầm quan trọng ngày càng tăng của kiến trúc cơ sở dữ liệu có thể mở rộng, chẳng hạn như phân vùng dọc, trong bối cảnh phát triển phần mềm hiện đại.
Có thể tìm thấy các ví dụ thành công về triển khai phân vùng dọc trong nhiều ngành và trường hợp sử dụng. Các công ty công nghệ lớn như Google, Facebook và Amazon đã áp dụng chiến lược sharding để mở rộng cơ sở dữ liệu của họ và hỗ trợ lượng dữ liệu khổng lồ do hàng tỷ người dùng trên toàn thế giới tạo ra. Trong lĩnh vực thương mại điện tử, các thị trường trực tuyến tận dụng khả năng phân vùng theo chiều dọc để đáp ứng lượng hàng tồn kho và cơ sở khách hàng lớn, đảm bảo trải nghiệm người dùng mượt mà và phản hồi nhanh trong các khoảng thời gian có lưu lượng truy cập cao như Thứ Sáu Đen hoặc Thứ Hai Điện Tử. Tương tự, các tổ chức hoạt động trong không gian Internet of Things (IoT) đã áp dụng các kỹ thuật sharding để quản lý lượng dữ liệu khổng lồ do các thiết bị và cảm biến được kết nối tạo ra, đồng thời duy trì thời gian phản hồi có độ trễ thấp.
Tóm lại, phân vùng dọc là một khía cạnh quan trọng của kiến trúc cơ sở dữ liệu có thể mở rộng, cho phép các tổ chức lưu trữ, quản lý và truy xuất khối lượng lớn dữ liệu một cách hiệu quả trong môi trường phân tán. Khi khối lượng dữ liệu tiếp tục tăng theo cấp số nhân và nhu cầu của người dùng ngày càng tăng, việc áp dụng các kỹ thuật phân vùng dọc đang trở thành một chiến lược ngày càng quan trọng đối với các nhà phát triển phần mềm đang tìm cách xây dựng các ứng dụng hiệu quả và đáng tin cậy. Nền tảng AppMaster, với bộ công cụ mạnh mẽ và toàn diện, trao quyền cho người dùng thiết kế, xây dựng và triển khai các ứng dụng phụ trợ, web và di động có thể mở rộng hoàn chỉnh với kiến trúc cơ sở dữ liệu phân tán và hiệu quả.
