Ответ
Шардинг (или шардирование) — это архитектурный паттерн горизонтального масштабирования баз данных. Суть заключается в разделении одной большой таблицы или всей базы данных на множество мелких частей, называемых шардами. Каждый шард содержит уникальное подмножество данных и может храниться на отдельном сервере.
Это позволяет распределить данные и нагрузку по нескольким машинам, повышая производительность и отказоустойчивость системы.
Основные стратегии шардирования:
- По диапазону (Range-Based Sharding): Данные разделяются на основе диапазона значений ключа шардирования. Например, пользователи с ID 1-1000 на шарде 1, 1001-2000 на шарде 2 и т.д.
- По хешу (Hash-Based Sharding): Шард определяется на основе хеша от ключа шардирования. Например,
shard_id = hash(user_id) % number_of_shards. Это обеспечивает более равномерное распределение данных. - С использованием каталога (Directory-Based Sharding): Создается отдельный сервис-каталог, который хранит информацию о том, на каком шарде находятся конкретные данные. Приложение сначала обращается к каталогу, чтобы узнать нужный шард.
Плюсы:
- Горизонтальная масштабируемость: Можно увеличивать емкость системы, просто добавляя новые серверы (шарды).
- Высокая производительность: Запросы распределяются по разным серверам, что уменьшает нагрузку на каждый из них и ускоряет обработку.
- Повышенная доступность: Сбой одного шарда не приводит к отказу всей системы (хотя часть данных становится недоступной).
Минусы:
- Сложность реализации: Управление распределенной системой значительно сложнее.
- Сложность запросов между шардами:
JOIN'ы и транзакции, затрагивающие данные на разных шардах, становятся очень сложными или невозможными. - Проблема ребалансировки: При добавлении нового шарда может потребоваться перераспределение (ребалансировка) данных, что является сложной и ресурсоемкой операцией.