MongoDB একটি উচ্চ পারফরম্যান্স এবং স্কেলযোগ্য NoSQL ডেটাবেস, যা ডকুমেন্ট-ভিত্তিক স্টোরেজের জন্য ব্যবহৃত হয়। তবে যখন ডেটাবেসের আকার অত্যন্ত বড় হয়ে যায় এবং একক সার্ভারে ডেটা সংরক্ষণ করা সম্ভব হয় না, তখন MongoDB তে Sharding ব্যবহার করা হয়। Sharding MongoDB এর একটি স্কেলিং কৌশল যা ডেটাবেসের ডেটা একাধিক সার্ভারে ভাগ করে রাখে, ফলে বৃহৎ ডেটাবেস ম্যানেজমেন্ট এবং পারফরম্যান্সে উন্নতি সাধিত হয়।
Sharding কি?
Sharding হল MongoDB তে ডেটা স্কেলিংয়ের একটি পদ্ধতি, যার মাধ্যমে ডেটাবেসের ডেটা ছোট ছোট অংশে (shards) ভাগ করে একাধিক সার্ভারে বিতরণ করা হয়। প্রতিটি shard একটি ডেটাবেসের পূর্ণ কপি ধারণ করে না, বরং একটি নির্দিষ্ট অংশের ডেটা ধারণ করে, যা ডেটাবেসের সমগ্র ডেটার বিভক্তকৃত অংশ।
Sharding MongoDB তে প্রধানত তিনটি উপাদান ব্যবহার করে:
- Shard: ডেটাবেসের একটি ভাগ, যা ডেটার একটি অংশ ধারণ করে।
- Config Servers: Sharding এর কনফিগারেশন সংরক্ষণ করে এবং shard গুলোর অবস্থান পরিচালনা করে।
- Mongos: ক্লায়েন্ট থেকে আসা রিকোয়েস্টগুলো শার্ডগুলির মধ্যে বিতরণ করে।
Sharding কেন প্রয়োজন?
১. ডেটাবেসের স্কেলিং
যখন ডেটাবেসের আকার বাড়ে এবং একক সার্ভারে ডেটা সংরক্ষণ সম্ভব হয় না, তখন Sharding ব্যবহার করা হয়। Sharding ডেটা আংশিকভাবে সার্ভারগুলোতে বিতরণ করে, যার ফলে ডেটাবেসের আকার অসীমভাবে বৃদ্ধি পেতে পারে এবং এতে কোনো একক সার্ভারের উপর অতিরিক্ত চাপ পড়বে না।
২. পারফরম্যান্স উন্নয়ন
একটি শার্ডে একটিমাত্র ডেটা অংশ সংরক্ষিত থাকায়, যখন কোনো প্রশ্ন (query) বা অপারেশন করা হয়, তখন MongoDB শুধুমাত্র সংশ্লিষ্ট শার্ডে কাজ করে, পুরো ডেটাবেস স্ক্যান করার পরিবর্তে। এতে অপারেশনগুলির সময় অনেক কমে যায় এবং পারফরম্যান্স বৃদ্ধি পায়। যেমন, একাধিক সার্ভারে প্রক্রিয়াজাত করা হলে, প্রতিটি সার্ভারের মাধ্যমে ডেটা প্রক্রিয়াজাত করা সম্ভব হয়, যা সামগ্রিক পারফরম্যান্স উন্নত করে।
৩. উচ্চ গতির ডেটা অ্যাক্সেস
Sharding ডেটাকে পৃথক পৃথক শার্ডে ভাগ করে রাখলে, প্রতিটি শার্ডের মধ্যে স্বতন্ত্রভাবে অপারেশন করা সম্ভব হয়। এর ফলে, ডেটা অ্যাক্সেসের গতি দ্রুত হয় এবং একক সার্ভারের উপর চাপ কমে যায়।
৪. লোড ব্যালান্সিং
Sharding MongoDB তে লোড ব্যালান্সিং নিশ্চিত করতে সাহায্য করে। কারণ ডেটা যখন একাধিক শার্ডে ভাগ করা হয়, তখন MongoDB এর কনফিগারেশন সার্ভার (config server) শার্ডগুলির মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখে, ফলে কোনো শার্ড অতিরিক্ত চাপের মুখে পড়ে না। এতে সমানভাবে কাজ বিতরণ করা হয় এবং সার্ভারের মধ্যে চাপের ভারসাম্য থাকে।
৫. সিস্টেমের উচ্চ ক্ষমতা
Sharding একটি সিস্টেমের উচ্চ ক্ষমতা প্রদান করে। একাধিক শার্ডে ডেটা প্রক্রিয়াজাত করার মাধ্যমে MongoDB তে অনেক বেশি সংখ্যক রিকোয়েস্ট একসাথে প্রক্রিয়াজাত করা সম্ভব হয়, যা স্কেলেবিলিটির জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এতে দ্রুত তথ্য পাওয়ার সম্ভাবনা থাকে এবং অ্যাপ্লিকেশনের কার্যকারিতা বৃদ্ধি পায়।
Sharding বাস্তবায়ন
১. Shard Key নির্বাচন
Sharding বাস্তবায়নের জন্য প্রথমে একটি Shard Key নির্বাচন করা হয়। Shard Key হলো সেই ফিল্ড যা ডেটা ভাগ করার জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি একটি প্রভাবশালী সিদ্ধান্ত, কারণ এটি ডেটাকে সঠিকভাবে শার্ডে ভাগ করতে সাহায্য করে। যেমন, যদি আপনি ডেটাকে "age" ফিল্ডের উপর ভিত্তি করে ভাগ করতে চান, তবে এটি আপনার শার্ড কিগুলির হিসেবে কাজ করবে।
২. Sharding কনফিগারেশন
MongoDB তে Sharding কনফিগারেশন করার জন্য তিনটি উপাদান প্রয়োজন:
- Shard Servers: ডেটা সংরক্ষণ করে।
- Config Servers: শার্ডগুলোর কনফিগারেশন পরিচালনা করে।
- Mongos: শার্ডগুলির মধ্যে ডেটা রাউটিং পরিচালনা করে।
Sharding কনফিগারেশন করার সময়, MongoDB তে প্রথমে কনফিগারেশন সার্ভার (config servers) সেটআপ করা হয়, তারপর মঙ্গোস (mongos) সার্ভারের মাধ্যমে ক্লায়েন্ট থেকে আসা রিকোয়েস্টগুলোর শার্ডগুলিতে বিভক্ত করা হয়।
৩. MongoDB তে Sharding কার্যকরী করা
MongoDB তে Sharding সক্ষম করতে, প্রথমে শার্ডের কনফিগারেশন করতে হয় এবং তারপর shard key নির্বাচন করতে হয়।
// Enable sharding on the database
db.adminCommand({ enableSharding: "myDatabase" });
// Create a shard key for a collection
db.myCollection.createIndex({ "fieldName": 1 });
db.adminCommand({ shardCollection: "myDatabase.myCollection", key: { "fieldName": 1 } });
এখানে, enableSharding কমান্ড ব্যবহার করে ডেটাবেসে Sharding সক্ষম করা হয় এবং তারপর shardCollection কমান্ডের মাধ্যমে একটি নির্দিষ্ট কোলেকশনে শার্ড কিগুলি তৈরি করা হয়।
Sharding MongoDB তে ডেটাবেস স্কেল করার জন্য একটি অত্যন্ত কার্যকরী কৌশল। এটি ডেটাকে একাধিক সার্ভারে ভাগ করে সিস্টেমের স্কেলেবিলিটি, পারফরম্যান্স এবং লোড ব্যালান্সিং উন্নত করে। Sharding এর মাধ্যমে MongoDB ডেটাবেসে বৃহৎ আকারের ডেটা ম্যানেজমেন্ট সহজ হয় এবং দ্রুত ডেটা অ্যাক্সেস করা সম্ভব হয়। Java MongoDB ড্রাইভার ব্যবহার করে MongoDB তে Sharding কার্যকরী করা সম্ভব, যা ডেটাবেস ব্যবস্থাপনা এবং পারফরম্যান্সের উন্নতি সাধন করে।
Read more
