Part 2 · ডেটাবেস 📖 ১৩ মিনিট পড়া 📝 ২০টি কুইজ

Database Replication

একই ডেটা একাধিক সার্ভারে — HA ও read scaling-এর ভিত্তি।

📝 কুইজে যান

আপনার একটি গুরুত্বপূর্ণ document শুধু একটি ল্যাপটপে আছে — চুরি গেলে, hard drive crash করলে কী হবে? নিরাপত্তার জন্য Google Drive-এ copy রাখেন। সেটাই Replication — একই ডেটা একাধিক জায়গায়।

Replication কী?

Database Replication = একই data একাধিক DB instance-এ রাখা। সাধারণত একটি primary (master) write নেয়, তা replica (slave)-গুলোতে copy হয়।

কেন Replication?

  • High Availability: Master fail করলে replica নিতে পারে।
  • Read scaling: Read replica-গুলোর মধ্যে query distribute।
  • Backup: Replica-ই backup-এর কাজ করতে পারে।
  • Disaster Recovery: Geographic replica — region down হলে।
  • Reduced latency: Geographic replica user-এর কাছাকাছি।
  • Maintenance: Master maintain করার সময় replica serve।

Topologies

১. Master-Slave (Primary-Replica)

একটি master, এক বা একাধিক replica। সব write master-এ; replica-তে copy হয়।

[Client] ↓ Write [Master] → [Replica 1] ↘ → [Replica 2] ↘ → [Replica 3] ↑ Read [Client]
  • সুবিধা: সরল, write conflict নেই।
  • অসুবিধা: Master single point of failure (write-এর জন্য)।

২. Master-Master (Multi-master)

একাধিক master — সবাই write নিতে পারে। একে অপরকে replicate করে।

  • সুবিধা: Write availability — এক fail হলেও অন্য চলে।
  • অসুবিধা: Write conflict — দুই node একই row-এ লিখলে।
  • Conflict resolution: Last-write-wins, vector clock, CRDT।

৩. Cascading Replication

Replica নিজেই অন্য replica-কে data forward করে — chain পদ্ধতি।

৪. Circular Replication

A → B → C → A — কম common, complex।

Synchronous vs Asynchronous

Synchronous Replication

  • Master write replicate হওয়া পর্যন্ত wait
  • Replica-তে data পৌঁছানো নিশ্চিত
  • Strong consistency
  • ধীর — network latency-এর উপর depend
  • Banking/financial-এ ব্যবহার

Asynchronous Replication

  • Master commit-এর পর replicate
  • দ্রুত write
  • Replication lag থাকে
  • Master crash → কিছু data lost সম্ভব
  • সবচেয়ে কমন

Semi-synchronous

Hybrid — কমপক্ষে একটি replica acknowledge হলেই commit, বাকিরা async। MySQL-এর popular option।

Replication Lag

Replication lag = master-এ write হওয়ার পর replica-তে পৌঁছানোর সময়। সাধারণত ms-second। কিন্তু network slow হলে minute হতে পারে।

⚠️ User-এর বিভ্রান্তি: User profile update করেই reload করলে — যদি load balancer তাকে replica-তে পাঠায় (পুরাতন data) — সে ভাববে update হয়নি! এটাকে বলে "read-your-writes" inconsistency।

সমাধান

  • Sticky session: User-এর own write-এর পর master থেকে read।
  • Wait for replica: Sync replication critical part-এ।
  • Read from master: Critical-after-write read।

Replication Methods

Statement-based

SQL statement (UPDATE...) replica-তে পাঠানো। Compact কিন্তু non-deterministic function (NOW(), RAND()) সমস্যা।

Row-based

প্রতিটি changed row replica-তে। Larger but accurate।

Mixed

MySQL default — case অনুযায়ী switch।

Logical Replication

Logical change (insert row X) — version-different DB-এ replicate possible।

Automatic Failover

Master fail হলে replica-কে promote করা — automate করতে হবে:

  • Health check: Master-কে periodically ping।
  • Election: কোন replica master হবে — sync status দেখে।
  • Promotion: Selected replica-কে read-write mode।
  • Reconfigure clients: নতুন master-এ point।

Tools: MHA, Orchestrator, Patroni (Postgres), AWS RDS auto-failover।

বাস্তব উদাহরণ

  • Facebook: MySQL master + অনেক read replica (region-wise)।
  • YouTube: Vitess (MySQL + replication + sharding) — Google open-sourced।
  • GitHub: MySQL multi-region replication (Orchestrator-এ failover)।
  • AWS RDS: Multi-AZ standby — sync replication + auto failover।

সাধারণ ভুল ধারণা

  1. "Replication = backup": না — replication প্রতিটি change copy করে। Accidental DELETE replica-তেও যাবে।
  2. "Async replication-এ data lost হয় না": Master crash হলে un-replicated transaction lost।
  3. "Multi-master = সবসময় better": Conflict resolution complex; অনেক ক্ষেত্রে master-slave সরল ও যথেষ্ট।

Best Practices

  • Replication monitor — lag, fail track।
  • Read-your-writes consistency-র দরকার থাকলে master থেকে read।
  • Critical write-এ semi-sync বা sync replication।
  • Backup আলাদা — replication-এর সাথে ভিন্ন।
  • Test failover drill — production-এ surprise নয়।
  • Geographic replica DR ও latency-র জন্য।

📌 চ্যাপ্টার সারমর্ম

  • Replication = একই data একাধিক জায়গায়।
  • Master-slave সরল; multi-master complex।
  • Sync = strong consistency কিন্তু slow; Async = fast কিন্তু lag।
  • Replication lag → "read-your-writes" সমস্যা।
  • Replication backup-এর বিকল্প না।