مع تزايد احتياجات تخزين البيانات، تواجه قواعد البيانات تحديات. وتشمل هذه التحديات قابلية التوسع والأداء والتوافر. تقوم MongoDB، وهي قاعدة بيانات NoSQL شائعة، بحل هذه المشاكل من خلال التجزئة. إنها ميزة قوية. يسمح التجزئة ل MongoDB بتوزيع البيانات عبر خوادم متعددة. هذا يحافظ على سرعة التطبيقات وقابليتها للتطوير مع نمو مجموعة البيانات.
ستستكشف هذه المدونة التجزئة بعمق. سنغطي ماهيته، وسبب الحاجة إليه، وكيفية عمله في MongoDB، وأفضل الممارسات لاستخدامه.
ما هو التجزئة؟
التجزئة هي عملية تقسيم مجموعة بيانات إلى أجزاء أصغر تسمى أجزاء. يحتوي كل جزء على مجموعة فرعية من قاعدة البيانات ويعمل كقاعدة بيانات مستقلة. يقوم MongoDB بتوزيع البيانات عبر أجزاء متعددة. هذا يمنع خادم واحد من أن يصبح عنق الزجاجة. كما أنه يتيح التوسع الأفقي.
في مجموعة مجزأة من MongoDB: كل جزء هو مثيل MongoDB أو مجموعة نسخ متماثلة. يخزن خادم التكوين البيانات الوصفية حول المجموعة وتعيين البيانات إلى أجزاء. يقوم موجه الاستعلامات (mongos) بتوجيه الاستعلامات إلى الجزء (الأجزاء) المناسبة.
لماذا التجزئة ضرورية
مع نمو البيانات، يمكن أن تواجه التطبيقات العديد من التحديات:
1. اختناقات الأداء: قد يعاني خادم واحد من عبء عمل أكبر من عمليات القراءة والكتابة.
2. حدود التخزين: يمكن استنفاد التخزين الفعلي على خادم واحد مع نمو مجموعات البيانات.
3. مشاكل قابلية التوسع: التوسع الرأسي (إضافة موارد إلى الخادم) له حدود. يمكن أن يكون مكلفًا.
يحل التجزئة هذه المشكلات من خلال: توزيع البيانات وأعباء العمل على خوادم متعددة. تمكين التوسع الأفقي (إضافة المزيد من الخوادم حسب الحاجة). تحسين الأداء من خلال توزيع الاستعلامات وتقليل التنازع.
كيفية عمل التجزئة في MongoDB
يقوم MongoDB بتنفيذ التجزئة باستخدام ثلاثة مكونات رئيسية:
1. الأجزاء
الأجزاء هي وحدات تخزين البيانات الفعلية في مجموعة مجزأة. كل جزء مسؤول عن مجموعة فرعية من البيانات. في بيئة الإنتاج، عادةً ما تكون الأجزاء عبارة عن مجموعات متماثلة. وهذا يضمن تكرار البيانات وتوافرها بشكل كبير.
2. خوادم التهيئة
تخزن خوادم التكوين البيانات الوصفية للمجموعة. وهي تتضمن توزيع البيانات ونطاقات مفاتيح التجزئة. تساعد بيانات التعريف هذه موجه الاستعلام في تحديد مكان تخزين البيانات.
3. موجّهات الاستعلام (mongos)
تعمل موجهات الاستعلام كوسيط بين التطبيق والقطع. عندما يرسل التطبيق استعلامًا، يستخدم الموجه بيانات التعريف من خوادم التكوين. ثم يقوم بتوجيه الاستعلام إلى الجزء (الأجزاء) الصحيح.
المفاهيم الرئيسية للتجزئة
مفتاح التجزئة
مفتاح التجزئة هو حقل (أو مجموعة من الحقول) في المستند. وهو يحدد كيفية توزيع البيانات عبر الأجزاء. يقسم MongoDB البيانات إلى أجزاء باستخدام مفتاح التجزئة. يقوم بتعيين هذه الأجزاء إلى أجزاء مختلفة.
يجب أن يكون مفتاح التجزئة الجيد: أن تكون موزعة بالتساوي لمنع أي جزء من أن يصبح نقطة ساخنة. دعم أنماط الاستعلام لتجنب توجيه الاستعلامات إلى جميع الأجزاء دون داعٍ.
القطع
القطع عبارة عن نطاقات متجاورة من قيم مفاتيح التجزئة. يقوم MongoDB تلقائيًا بتقسيم الأجزاء تلقائيًا مع نمو مجموعة البيانات. ثم يقوم بنقلها عبر الأجزاء للحفاظ على التوازن.
الموازنة
الموازن هو عملية خلفية في MongoDB. يضمن توزيع البيانات بالتساوي عبر جميع الأجزاء. إذا كانت إحدى الأجزاء تحتوي على بيانات أكثر من غيرها، يقوم الموازن بترحيل القطع لإعادة توزيع الحمل.
استراتيجيات التجزئة
يدعم MongoDB استراتيجيتين رئيسيتين للتجزئة:
1. التجزئة القائمة على النطاق
يتم تقسيم البيانات إلى نطاقات بناءً على مفتاح التجزئة. يتم تعيين كل نطاق إلى جزء معين. المزايا: سهل التنفيذ. فعالة لاستعلامات النطاق. العيوب: يمكن أن يؤدي التوزيع غير المتكافئ للبيانات إلى نقاط ساخنة إذا لم يتم اختيار مفتاح الجزء بعناية.
2. التجزئة القائمة على التجزئة
يتم تجزئة مفتاح التجزئة، وتحدد قيم التجزئة الناتجة تعيين التجزئة. المزايا: يضمن التوزيع المتساوي للبيانات. تجنب النقاط الساخنة الناجمة عن قيم مفاتيح التجزئة غير المتساوية. العيوب: أقل كفاءة لاستعلامات النطاق.
إعداد التجزئة في MongoDB
لتمكين التجزئة في MongoDB، اتبع الخطوات التالية:
1. تمكين التجزئة على قاعدة البيانات
استخدم الأمر ‘sh.enableSharding()’ لتمكين التجزئة على قاعدة البيانات المستهدفة.
“جافا سكريبت
sh.enableSharding(“myDatabase”)
“`
2. اختر مفتاح التجزئة
اختر مفتاح التجزئة. يجب أن يوزع البيانات بالتساوي ويطابق أنماط استعلامك.
3. تجزئة مجموعة
استخدم الأمر ‘sh.shardCollection()’ لتجزئة مجموعة معينة.
” ‘جافا سكريبت
sh.shardCollection(“myDatabase.myCollection”، { “الحقل”: 1 })
“`
4. مراقبة المجموعة
استخدم الأمر ‘sh.status()’ لعرض حالة المجموعة المجزأة.
””جافا سكريبت
sh.status()
“`
أفضل الممارسات للتجزئة
1. اختر مفتاح التجزئة الصحيح
يعد اختيار مفتاح التجزئة المناسب أمرًا بالغ الأهمية. تجنب استخدام حقول متزايدة أو متناقصة بشكل رتيب، مثل الطوابع الزمنية. يمكن أن تتسبب في توزيع غير متساوٍ.
2. مراقبة الأداء
راقب بانتظام استخدام الجزء وأداء الاستعلام. استخدم أدوات MongoDB مثل Atlas أو Compass أو أدوات سطر الأوامر المساعدة.
3. استخدام مجموعات النسخ المتماثلة للأجزاء
تأكد من أن كل جزء هو عبارة عن مجموعة نسخ متماثلة لتوفير توافر عالٍ وتحمّل للأخطاء.
4. التخطيط لقابلية التوسع
صمم مخططك ومفتاح الجزء الخاص بك من أجل قابلية التوسع في المستقبل. سيؤدي ذلك إلى تجنب إعادة التجزئة المكلفة.
5. تمكين الفهرسة
فهرسة مفتاح التجزئة لتحسين أداء الاستعلام.
التحديات والحلول الشائعة
1. النقاط الساخنة
يمكن أن تحدث النقاط الساخنة مع التوزيع غير المتكافئ للبيانات. قد يتعامل جزء واحد بعد ذلك مع الكثير من حركة المرور.
الحل: استخدم مفتاح تجزئة قائم على التجزئة لضمان التوزيع المتساوي.
2. تغييرات مفتاح التجزئة
بمجرد تعيين مفتاح الجزء، لا يمكن تغييره.
الحل: خطط لمفتاح التجزئة بعناية قبل التجزئة.
3. موازنة النفقات الزائدة
يمكن أن تؤثر عملية الموازنة على أداء الكتلة بشكل مؤقت.
الحل: جدولة الموازنة خلال ساعات خارج أوقات الذروة.
كيفية الحصول على شهادة Mongo DB?
نحن شركة تكنولوجيا تعليمية تقدم دورات تدريبية للحصول على الشهادات لتسريع الحياة المهنية للمهنيين العاملين في جميع أنحاء العالم. نحن نقدم التدريب من خلال ورش عمل في الفصول الدراسية بقيادة مدرب، ودورات تدريبية افتراضية مباشرة بقيادة مدرب، ودورات التعلم الإلكتروني ذاتية التعلم.
لقد أجرينا بنجاح دورات تدريبية في 108 دول في جميع أنحاء العالم ومكّنا الآلاف من المهنيين العاملين من تعزيز نطاق حياتهم المهنية.
تشمل محفظتنا التدريبية للمؤسسات دورات تدريبية معتمدة ومعترف بها عالمياً ومطلوبة في إدارة المشاريع، وإدارة الجودة، وتحليل الأعمال، وإدارة خدمات تكنولوجيا المعلومات، و”أجايل” و”سكروم”، والأمن السيبراني، وعلوم البيانات، والتقنيات الناشئة. قم بتنزيل كتالوج تدريب المؤسسات من https://cciedump.spoto.net/ar/
تشمل الدورات الشائعة ما يلي:
إدارة المشاريع: PMP وAPP وCAPM وPMI RMP
إدارة الجودة: الحزام الأسود لستة سيجما، الحزام الأخضر لستة سيجما، إدارة اللين، إدارة اللين، Minitab، CMMI
تحليل الأعمال: CBCAP، CCCBA، ECBA
التدريب الرشيق: PMI ACP، CMS، CSPO، CSPO
تدريب سكروم: CSM
ديف أوبس
إدارة البرامج: PgMP
تكنولوجيا الحوسبة السحابية: الحوسبة السحابية: Exin الحوسبة السحابية
إدارة عميل سيتريكس: إدارة عميل سيتريكس إدارة سحابة سيتريكس: إدارة السحابة
الشهادات الـ 10 الأعلى أجراً المستهدفة في 2024 هي
محترف أمن نظم المعلومات المعتمد (CISSP)
الخاتمة
التجزئة أمر حيوي في MongoDB. فهو يتعامل مع مجموعات البيانات الضخمة ويضمن الأداء العالي وقابلية التوسع والتوافر. من خلال توزيع البيانات عبر خوادم متعددة، فإنه يمنع الاختناقات ويتيح التوسع الأفقي. ومع ذلك، يتطلب التجزئة تخطيطًا دقيقًا، خاصةً عند اختيار مفتاح التجزئة. يمكن أن تؤدي الاختيارات السيئة إلى مشاكل في البيانات والأداء غير متساوية.
باستخدام الاستراتيجيات الصحيحة، يمكن أن يساعد تجزئة MongoDB في توسيع نطاق تطبيقاتك. سوف يلبي متطلبات البيئات الحديثة القائمة على البيانات. إذا كنت تقوم ببناء منصة تحليلات في الوقت الحقيقي، أو موقع تجارة إلكترونية ذات حركة مرور عالية، أو تطبيق إنترنت الأشياء واسع النطاق، فإن التجزئة ستساعدك. إنه مفتاح النجاح.
فهم التجزئة في MongoDB التجزئة في MongoDB غوص عميق
About the Author
