什麼是資料庫分區？

組織使用資料庫分區來取得以下優勢：

改善回應時間

在單一大型資料庫上擷取資料需要的時間更長。資料庫管理系統需要透過多列來進行搜尋，以擷取正確的資料。相比之下，資料碎片的列數少於整個資料庫。因此，從碎片資料庫擷取特定資訊或執行查詢所需的時間更少。 

避免整體服務中斷

如果託管資料庫的電腦失敗，依賴於該資料庫的應用程式也會失敗。資料庫分區透過將部分資料庫分發到不同的電腦，來防止該情況。其中一部電腦失敗不會關閉應用程式，因為它可以與其他功能碎片一起運作。 此外，分區也經常與跨碎片的資料複寫一起完成。因此，如果一個碎片變得無法使用，可以從替代碎片存取和復原資料。

有效擴展

不斷增長的資料庫會取用更多運算資源，並最終達到儲存容量。組織可以使用資料庫分區來增加更多運算資源，以支援資料庫擴展。他們可以在執行時間新增碎片，而無需關閉應用程式進行維護。

資料庫分區方法將不同的規則套用至碎片鍵，以確定特定資料列的正確節點。以下是常見的分區架構。

以範圍為基礎的分區

以範圍為基礎的分區 (或動態分區) 會根據值範圍分割資料庫列。然後，資料庫設計人員向相應的範圍指派一個碎片索引鍵。例如，資料庫設計人員會根據客戶名稱中的第一個字母來分割資料，如下所示。 

 

名稱	碎片索引鍵
以 A 至 I 開頭	A
以 J 至 S 開頭	B
以 T 至 Z 開頭	C

 

當寫入客戶記錄到資料庫時，應用程式透過檢查客戶的名稱，來判斷正確的碎片索引鍵。然後，應用程式將索引鍵與其實體節點比對，並將該列存放在該電腦上。同樣，應用程式會在搜尋特定記錄時執行反向比對。

優點與缺點

視資料值而定，以範圍為基礎的分區可能會導致單一實體節點上的資料多載。在我們的範例中，碎片 A (包含以 A 至 I 開頭的名稱) 可能包含的資料列數比碎片 C (包含以 T 至 Z 開頭的名稱) 要多得多。但是，它更容易實作。

雜湊分區

雜湊分區使用稱為雜湊函數的數學公式，將碎片索引鍵支配給資料庫的每一列。雜湊函數從資料列中獲取資訊，並產生一個雜湊值。應用程式使用雜湊值作為碎片索引鍵，並將資訊存放在對應的實體碎片中。

軟體開發人員使用雜湊分區，在多個碎片之間平均分佈資料庫中的資訊。例如，該軟體將客戶記錄分為兩個碎片，其替代雜湊值為 1 和 2。 

名稱	雜湊值
John	1
Jane	2
Paulo	1
Wang	2

優點與缺點

雖然雜湊分區可使實體碎片之間的資料分佈均勻，但並不會根據資訊的含義來分隔資料庫。因此，軟體開發人員在新增更多實體碎片到運算環境時，可能面臨重新指派雜湊值的困難。 

目錄分區

目錄分區使用查詢表，來比對資料庫資訊與對應的實體碎片。查詢表類似於工作表上的表格，可將資料庫欄關聯至碎片索引鍵。例如，下圖顯示了服裝顏色的查詢表。

顏色	碎片索引鍵
藍色	A
紅色	B
黃色	C
黑色	D

當應用程式將服裝資訊存放在資料庫時，它會參照查詢表。如果連衣裙是藍色的，則應用程式會將資訊存放在相應的碎片中。 

優點與缺點

軟體開發人員會使用目錄分區，因為它很靈活。每個碎片都是資料庫具有意義的呈現，並且不受範圍的限制。但是，如果查詢表包含錯誤的資訊，則目錄分區會失敗。 

地理位置分區

地理位置分區根據地理位置，來分割和存放資料庫資訊。例如，約會服務網站使用資料庫來存放各個城市的客戶資訊，如下所示。 

名稱	碎片索引鍵
John	加利佛尼亞州
Jane	華盛頓州
Paulo	亞利桑那州

軟體開發人員使用城市作為碎片索引鍵。它們將每個客戶的資訊存放在地理位置位於各個城市的實體碎片中。 

優點與缺點

由於碎片與客戶提出請求之間的距離較短，地理位置分區可以使應用程式更快地擷取資訊。如果資料存取模式主要以地理位置為基礎，則會很有效。但是，地理位置分區也可能導致資料分佈不均勻。 

資料庫分區是一種水平擴展策略，可分配額外的節點或電腦，以共用應用程式的工作負載。組織因其容錯架構而受益於水平擴展。當一部電腦失敗時，其他電腦將繼續運作而不會中斷。資料庫設計人員可將邏輯碎片分散到多部伺服器，以減少停機時間。 

但是，分區是其他幾種資料庫擴展策略之一。探索一些其他技術並了解其比較方式。

垂直擴展

垂直擴展可增加單一機器的運算能力。例如，IT 團隊會將 CPU、RAM 和硬碟新增至資料庫伺服器，以處理不斷增加的流量。 

資料庫分區和垂直擴展比較

垂直擴展的成本較低，但您可以垂直擴展的運算資源卻有限制。同時，分區是一種水平擴展策略，更容易實作。例如，IT 團隊會安裝多部電腦，而不是升級舊電腦硬體。

複寫

複寫是一種技術，可精確複製資料庫，並將其存放在不同的電腦上。資料庫設計人員使用複寫來設計容錯關聯式資料庫管理系統。當其中一部託管資料庫的電腦失敗時，其他複本仍可運作。複寫是分散式運算系統中常見的實務。

資料庫分區和複寫比較

資料庫分區不會建立相同資訊的副本。而是將一個資料庫分割為多個部分，並將其存放在不同的電腦上。與複寫不同的是，資料庫分區不會導致高可用性。 分區可與複寫結合使用，以實現擴展性和高可用性。

在某些情況下，資料庫分區可能包含特定資料集的複寫。例如，向美國和歐洲客戶銷售產品的零售商店，可能會將大小轉換表的複本存放在兩個區域的不同碎片上。應用程式可以使用轉換表的複本來轉換量測大小，而無需存取其他資料庫伺服器。 

資料分割

分區是將資料庫資料表分割為多個群組的程序。分區分為兩種類型： 

• 水平分區按資料列分割資料庫。
• 垂直分區建立資料庫欄的不同分區。 

資料庫分區和分割比較

資料庫分區就像是水平分割。這兩個程序會將資料庫分割成多個具有唯一資料列的群組。分割會將所有資料群組存放在同一部電腦，但資料庫分區會將其分散至不同的電腦。

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