قواعد البيانات في AWS

لماذا يهم هذا

تقريباً كل تطبيق يحتاج إلى تخزين بياناته في مكان ما، وقاعدة البيانات هي حيث تعيش تلك البيانات. لا يطلب منك اختبار CLF-C02 تصميم مخطّطات أو كتابة استعلامات. ما يطلبه هو أن تعرف خدمات قواعد البيانات في AWS، وأن تميّز إن كانت الخدمة علائقية أو غير علائقية، وأن توائم احتياجاً موصوفاً مع الخدمة الصحيحة.

يمهّد هذا الدرس لبقية الموضوع. يغطّي ما الخدمة المُدارة لقاعدة البيانات، وكيف تختلف عن تشغيل قاعدة بيانات بنفسك، والفرق بين البيانات العلائقية وغير العلائقية، وفكرة قواعد البيانات المبنية لغرض محدّد. تتعمّق الدروس التالية في الخدمات المحدّدة.

الخدمة المُدارة مقابل الإدارة الذاتية

تشغّل قاعدة بيانات على AWS بطريقتين عريضتين.

الأولى أن تطلق instance في Amazon EC2، وتثبّت برمجيات قاعدة البيانات بنفسك، وتدير كل شيء: نظام التشغيل والترقيعات والنسخ الاحتياطي والتوسّع والاستعادة. يمنحك هذا تحكّماً كاملاً، لكنك تحمل كل العمل التشغيلي، وأخطاء صغيرة أثناء ترقيع أو ترقية يدوية قد تتسبّب في تعطّل.

الثانية أن تستخدم خدمة قاعدة بيانات مُدارة مثل Amazon RDS. تهيّئ AWS قاعدة البيانات، وتطبّق الترقيعات، وتأخذ نسخاً احتياطية آلية، وتكشف الأعطال، وتتولّى الاستعادة. فتركّز على بياناتك وتطبيقك بدل السباكة تحتهما. توصي AWS بالخدمة المُدارة كخيار افتراضي لمعظم أحمال العمل.

يوضّح الجدول التالي من يتولّى ماذا عبر ثلاثة خيارات.

لاحظ النمط: كلما تحرّكت نحو خدمة مُدارة، تولّت AWS قدراً أكبر من العمل الروتيني. شيء واحد لا يتحرّك أبداً. ضبط استعلاماتك يبقى عليك في كل الخيارات، لأنه يعتمد على بياناتك وكيف يستخدمها تطبيقك.

قواعد البيانات العلائقية وغير العلائقية

تنقسم قواعد البيانات إلى مجموعتين كبيرتين، ويتوقّع منك الاختبار أن تميّز بينهما.

قاعدة البيانات العلائقية (تُسمّى غالباً SQL) تخزّن البيانات في جداول من صفوف وأعمدة، بمخطّط محدّد. يمكنك ربط الجداول (joins) للإجابة عن أسئلة تمتد عبر بيانات مترابطة، مثل مطابقة العملاء بطلباتهم. تناسب البيانات المنظّمة والمعاملات التي تهمّ فيها الدقّة، كالماليات والطلبات والمخزون.

قاعدة البيانات غير العلائقية (تُسمّى غالباً NoSQL) تستخدم نماذج بيانات أخرى تتنازل عن بعض الصرامة في البنية مقابل التوسّع والسرعة والمرونة. بدل الجداول الثابتة، قد تخزّن أزواج مفتاح-قيمة، أو مستندات شبيهة بـ JSON، أو رسوماً بيانية، أو نقاطاً موسومة بالوقت. تتألّق هذه النماذج حين تحتاج إنتاجية عالية جداً، أو كموناً منخفضاً، أو مخطّطاً مرناً يتغيّر كثيراً.

لا توجد مجموعة "أفضل" من الأخرى. كل منهما تحلّ مشكلات مختلفة، ولهذا تقدّم AWS النوعين معاً.

قواعد البيانات المبنية لغرض محدّد

لا تدفع AWS قاعدة بيانات واحدة لكل مهمة. بدل ذلك تقدّم مجموعة من قواعد البيانات المبنية لغرض محدّد، كل منها محسّن لنموذج بيانات وحمل عمل بعينه. الفكرة بسيطة: اختر الأداة المناسبة لكل مهمة. التطبيق الواحد قد يستخدم عدة قواعد في آن، مثل قاعدة علائقية للفوترة وقاعدة مفتاح-قيمة لسلة التسوّق.

لا تحتاج تفصيلاً عميقاً عن كل خدمة للاختبار. ما تحتاجه أن تتعرّف على الاسم، وتعرف فئته، وتوائم سيناريو معه. تغطّي الدروس الثلاثة التالية أكثر الخدمات شيوعاً في كل مجموعة، بدءاً بقواعد البيانات العلائقية.

نصائح للاختبار

• الخدمة المُدارة (مثل Amazon RDS) تعني أن AWS تتولّى الترقيع والنسخ الاحتياطي والتحوّل عند الفشل والعتاد. تشغيل قاعدة بيانات على EC2 يعني أنك تتولّى ذلك كله بنفسك.
• ضبط الاستعلامات مهمّتك دائماً، حتى مع خدمة مُدارة.
• العلائقية (SQL) = جداول وصفوف وأعمدة وربط ومخطّط ثابت. غير العلائقية (NoSQL) = مفتاح-قيمة، ومستندية، ورسم بياني، ونماذج مرنة أخرى مبنية للتوسّع.
• المبنية لغرض محدّد تعني أن AWS تقدّم قاعدة بيانات لكل نوع حمل عمل، فتختار المناسبة بدل حشر كل شيء في قاعدة واحدة.
• تعلّم ربط الفئة بخدمتها: العلائقية بـ RDS و Aurora، ومفتاح-قيمة بـ DynamoDB، وداخل الذاكرة بـ ElastiCache، والرسم البياني بـ Neptune، والمستندية بـ DocumentDB.