افزونگی داده (Data Redundancy) چیست؟ 

افزونگی داده چیست؟ برای درک Data Redundancy فرض کنید یک کمد پر از لباس‌های تکراری و شبیه به هم در اختیار دارید. شاید هر کدام برای روز مبادا نیازتان باشد، اما اشغال فضای کمد توسط آن‌ها، کارتان را سخت کرده است. افزونگی داده نیز گاهی در لباس یک ابرقهرمان ظاهرشده و گاهی به یک معرکه‌گیر خرابکار تبدیل می‌شود. در این مقاله از آموزش پایگاه داده بلاگ پارس پک، به‌طور کامل راجع به افزونگی داده، نحوه ایجاد آن، مزایا و معایب و انواع ریداندنسی صحبت خواهیم کرد. همچنین به شما خواهیم گفت چگونه از مزایای یک سرور با قابلیت افزونگی داده بهره‌مند شوید.

افزونگی داده چیست؟

افزونگی داده (Data Redundancy) به معنای ذخیره یکسان یک داده در چند مکان مختلف در کنار داده اصلی است که این اطلاعات اضافی به تصحیح خطاهای موجود در داده‌های ذخیره‌شده کمک می‌کند یا پیامدهای منفی مانند هدر رفتن فضای ذخیره‌سازی، کاهش کارایی، نامنظمی داده‌ها و افزایش خطا را برای کسب‌وکارها به دنبال دارد. به‌طورکلی افزونگی داده یا Redundancy را به ۲ دسته‌بندی کرد:

•  افزونگی در سطح زیرساخت (برق، شبکه)
•  افزونگی در سطح داده (جغرافیا، سخت‌افزار)

بنابراین، برای ارتقای پایداری و اطمینان‌پذیری سیستم‌های داده، می‌توان از ۴ نوع افزونگی اصلی استفاده کرد:

• افزونگی در برق (استفاده از منابع برق پشتیبان)
• افزونگی در شبکه (ایجاد مسیرهای جایگزین برای انتقال داده)
• افزونگی در جغرافیا (توزیع داده‌ها در مکان‌های مختلف)
• افزونگی در سخت‌افزار (استفاده از اجزای اضافی یا جایگزین)

نحوه بروز افزونگی داده چیست و چگونه اتفاق می‌افتد؟

گاهی اوقات، افزونگی داده در اثر فرایند پیچیده یا کدنویسی ناکارآمد اتفاق می‌افتد. برای مثال، تصور کنید اطلاعات یک مشتری در دو سیستم مختلف ذخیره شود. البته نحوه کار افزونگی داده همیشه اتفاقی نیست. زیرا در برخی موقعیت‌ها افزونگی عمدی داده برای محافظت از اطلاعات و اطمینان از صحت آن‌ها مفید است. مثل زمانی که اطلاعات مهم را در چند جای مهم ذخیره کردیم تا اگر مشکلی برای سیستم به‌وجود آمد، اطلاعات را از دست ندهیم.

برای مثال، آرایه‌های دیسکی مستقل (RAID 1) یکی از انواع افزونگی داده به‌طور کارآمد است. RAID دو هارد دیسک را با هم ترکیب می‌کند تا یک واحد ذخیره‌سازی منطقی ایجاد کند. در این حالت، حتی با خرابی کامل یک هارد دیسک، داده‌های ذخیره‌شده همچنان قابل بازیابی هستند. در انجام افزونگی داده یا مفهوم ریداندنسی عمدی، به‌خاطر داشته باشید حتما یک فضای اصلی برای ذخیره‌سازی درنظر بگیرید تا درصورت نیاز به تغییرات بتوانید سایر کپی‌ها را در فضاهای دیگر همزمان به‌روزرسانی کنید.

کاربرد افزونگی داده چیست؟ 

وقتی صحبت از کاربرد دیتا ریداندنسی می‌شود، یعنی تکرار کارآمد داده‌ها. بسیاری از سازمان‌ها از سیستم ارتباط با مشتری (CRM) استفاده می‌کنند. وقتی CRM با یک نرم‌افزار تجاری دیگر مثل نرم‌افزار حسابداری ادغام شود، با حذف داده‌های دستی تکراری، گزارشی با جزییات بهتر از هر مشتری در اختیار کاربر قرار می‌دهد.

بیمارستان‌ها و نهادهای مراقبت‌های بهداشتی نیز از سیستم‌های مدیریت پایگاه داده برای تولید گزارش اطلاعات برای پزشکان استفاده می‌کند. وقتی تکرار داده کارآمد باشد و موجب ناسازگاری داده نشود، سیستم‌های مدیریت دیتابیس اطلاعات مفیدتری در اختیار کاربر قرار می‌دهند.

منظور از افزونگی در شبکه چیست؟

تصور کنید شبکه شما مانند یک جاده چند مسیره است. در حالت عادی، ترافیک از تمام مسیرها عبور می‌کند. اگر یکی از مسیرها به دلیل تصادف یا نقص فنی مسدود شود، ترافیک به‌طور خودکار به مسیرهای دیگر منتقل می‌شود و جریان حرکت بدون وقفه ادامه پیدا می‌کند. در دنیای دیجیتال، شبکه‌های کامپیوتری نقش حیاتی ایفا می‌کنند. اگر اجزای آن دچار مشکل شود، چه اتفاقی می‌افتد؟

در اینجا، افزودگی شبکه (Network Redundancy) به عنوان یک سپر دفاعی قدرتمند وارد میدان می‌شود. با ایجاد مسیرهای جایگزین و تجهیزات اضافی در شبکه، جلوی بروز اختلال در عملکرد شبکه گرفته می‌شود. افزودگی شبکه در دو سطح اصلی قابل پیاده‌سازی است:

۱. افزونگی در سطح مسیر

به معنای اضافه کردن مسیرهای ارتباطی جایگزین برای انتقال داده است.

۲. افزونگی در سخت‌افزار

به معنای اضافه کردن تجهیزاتی مانند روتر، سوئیچ و سرور است تا درصورت خرابی یکی از آن‌ها، دستگاه‌های پشتیبان جایگزین شود.

منظور از افزونگی در میزبانی وب چیست؟

در تمام انواع ریداندنسی کارآمد، چندین نسخه از بکاپ وجود دارد که از قانون پشتیبان‌گیری ۱-۲-۳ پیروی می‌کنند. قانونی که ۳ نسخه از داده‌ها را در ۲ مکان ذخیره کرده و یکی از آن‌ها به‌عنوان مرکز ذخیره سازی آفلاین به‌شمار می‌رود.

وقتی صحبت از افزونگی در وب‌سایت به میان می‌آید، منظور استفاده از چندین سرور، پایگاه داده و شبکه برای ذخیره‌سازی اطلاعات وب‌سایت و ارائه آن‌ها به کاربران است. با این کار می‌توانید از پایداری و دسترسی‌پذیری وب‌سایتتان مطمئن شوید.

افزونگی در ذخیره‌سازی چیست؟

در بسیاری از موارد، در حجم بالای اطلاعات، داده‌های تکراری پیدا می‌شود. فرایند رفع تکرار (Deduplication) داده‌های تکراری را حذف می‌کند تا فضای کمتری اشغال کنند. ازطرفی، بسیاری از سازمان‌ها نسخه پشتیبان و کپی اضافه از اطلاعات تهیه می‌کنند تا ریسک از دست رفتن داده‌هایشان را کمتر کنند. برای مثال، ممکن است این کپی‌ها به شکل ماشین‌های مجازی آینه‌ای (Mirrored VMs) یا یک کپی در مکانی دیگر باشد.

مزایا و معایب افزونگی داده چیست؟

تا این قسمت از مقاله «Redundancy چیست؟» شاید تصور کنید با یک مشکل بحرانی روبه‌رو هستید، اما حقیقت این است بسیاری از سازمان‌ها می‌توانند با طراحی و اجرای هوشمندانه این موضوع از مزایای افزونگی داده بهره‌مند شود.

مزایای افزونگی داده

افزونگی داده می‌تواند یک بیمه عمر برای داده‌هایتان باشد، از جمله مزایای افزونگی داده عبارت است از:

۱. جایگزینی محبوب برای پشتیبان‌گیری داده‌ها دارید

نسخه پشتیبان اطلاعات را این بار می‌توانید به افزونگی داده بسپارید. با تکرار داده روی یک سیستم، یک لایه امنیتی دیگری به سیستم اضافه می‌شود که خیالتان را از بابت نسخه اضافی راحت می‌کند.

۲. امنیت بهتر داده‌ها فراهم است

ذخیره‌سازی یکسان داده‌ها در چند جای مختلف که همان مفهوم ریداندنسی داده است، اطلاعات شما را در مقابل هک شدن، دزدی، حملات سایبری حفظ می‌کند. زیرا با بروز یک حمله اطلاعات از بین نمی‌رود و سازمان دچار ضرر مالی و زمانی برای جبران اطلاعات از دست رفته نخواهد شد. به‌عبارتی، برای روز مبادا ذخیره دارد.

۳. دسترسی و به‌روزرسانی داده‌ها سریع‌تر می‌شود 

زمانی که افزونگی داده رخ می‌دهد، کارکنان می‌توانند به سرعت به اطلاعات موردنظر دست پیدا کنند. زیرا این اطلاعات روی چند سیستم مختلف در دسترس است. این قضیه به‌خصوص برای سازمان‌هایی که به‌طور مستقیم با مشتری سروکار دارند، اهمیت دارد.

۴. قابلیت اطمینان داده‌ها بهبود پیدا می‌کند

ریداندنسی دیتا این امکان را به شما می‌دهد تا مجددا اطلاعات را چک کرده و از صحت و کامل بودن آن‌ها مطمئن شوید. با تمام این موارد، اگرچه افزونگی عمدی داده مزایایی دارد، اگر سازمان از وجود آن بی‌خبر باشد، معایب و چالش‌های دیگری به بار می‌آورد.

معایب افزونگی داده

افزونگی داده در کنار تمام مزایای خود، با چالش‌هایی روبه‌رو است که عبارت‌اند از:

۱. ناسازگاری داده

منظور از تکرار داده در Data Redundancy چیست؟ تکرار داده زمانی اتفاق می‌افتد که یک داده در مکان‌های مختلف ذخیره شود. اگر اطلاعات مشابه در جداول مختلف با فرمت‌های متفاوت ذخیره شود، آن‌ وقت شاهد ناسازگاری داده (Data Inconsistency) هستیم. شرایطی که ممکن است اطلاعات غیرقابل اعتماد و بی‌معنی برای سازمان به همراه آورد.

۲. افزایش احتمال آسیب داده

آسیب داده زمانی رخ می‌دهد که داده به دلیل خطا در نوشتن، خواندن یا ذخیره‌سازی آسیب ببیند. حالا اگر این داده آسیب‌دیده در چند مکان مختلف تکرار شود، احتمال آسیب کل داده بالا می‌رود؛ درنتیجه ممکن است هنگام باز کردن فایل داده با پیغام خطا روبه‌رو شوید.

۳. افزایش حجم پایگاه داده و اشغال فضای ذخیره

منظور از این مورد در افزونگی داده چیست؟ با تکرار بی‌رویه، حجم یک دیتابیس افزایش پیدا می‌کند؛ درنتیجه زمان بارگذاری بیشتر و فرایند کار با آن فرسایشی‌تر می‌شود. همین قضیه باعث می‌شود به فضاهای ذخیره‌سازی بیشتری نیاز پیدا کنید. به دنبال آن هزینه بیشتری بپردازید.

افزونگی عمدی داده برای محافظت از داده و اطمینان از صحت اطلاعات انجام می‌شود و افزونگی تصادفی ممکن است منجر به ناسازگاری اطلاعات شود.

راهکارهای مقابله با افزونگی داده چیست؟

خوشبختانه راهکاری برای جلوگیری از افزونگی داده وجود دارد. در ادامه، به بررسی این راهکارها می‌پردازیم:

۱. استفاده از داده اصلی (Master Data)

داده اصلی، یک منبع واحد از اطلاعات مشترک است که بین چند سیستم یا برنامه به اشتراک گذاشته می‌شود. این داده لزوما باعث کم شدن ریداندنسی دیتا نمی‌شود اما به شما امکان می‌دهد تا راهی برای سطح مشخصی از افزونگی داده پیدا کنید. زیرا با استفاده از داده اصلی، هر بخشی از آن تغییر کند، شما فقط کافی‌است یک بار آن را به‌روز کنید. با این کار، داده‌های تکراری در قسمت‌های مختلف همزمان به‌روز خواهند شد.

۲. بهینه‌سازی پایگاه داده (Database Normalization)

بهینه‌سازی دیتابیس، فرایند سازماندهی کارآمد داده‌ها است که باعث حذف دیتای تکراری می‌شود. این فرایند شامل سازماندهی ستون‌ و جداول یک دیتابیس است تا موارد مرتبط به آن به‌درستی اجرا شود و اصطلاحا به «فرم بهینه» درآید. با اجرای این کار، سازمان می‌تواند فیلدهای داده‌ای مثل مشخصات کاربر را استانداردسازی کند. در این زمینه، هر شرکتی معیارهای بهینه‌سازی خود را برای مقابله با افزونگی در پایگاه داده دارد.

جمع‌بندی

افزونگی داده چیست؟ به داده‌های یکسان که در قسمت‌های مختلف ذخیره می‌شود افزونگی داده می‌گویند و ممکن است پیامدهای مثبت و منفی به دنبال داشته باشد. در این مقاله از آموزش برنامه‌نویسی بلاگ پارس پک، به‌طور کامل نحوه ایجاد Data Redundancy، مزایا، معایب و کارکرد آن را بررسی کردیم. اینکه به کدام نوع ریداندنسی دیتا نیاز دارید، بستگی به نوع نیاز کسب‌وکار شما دارد. برای راهنمایی بیشتر می‌توانید با کارشناسان پارس پک تماس بگیرید.

سوالات متداول

۱. افزونگی داده چیست؟

افزودگی داده به معنی ذخیره اطلاعات تکراری در چندین مکان است. این کار برای افزایش دسترس‌پذیری، صحت اطلاعات و محافظت آن‌ها در برابر خرابی یا از دست رفتن مفید است. از طرفی ممکن است موجب ناسازگاری داده شود.

۲. فرق بکاپ‌گیری با افزونگی داده در ذخیره‌سازی چیست؟

هر دو برای جلوگیری از دست رفتن اطلاعات استفاده می‌شود. هدف افزونگی داده ایجاد چندین نسخه از اطلاعات در مکان‌های مختلف برای افزایش دسترس‌پذیری و پایداری است. درحالی‌که هدف بکاپ ایجاد یک نسخه کپی از اطلاعات در یک زمان مشخص برای بازیابی اطلاعات درصورت از دست رفتن آن است.