====== MySQL Вертикальный шардинг ======

Обычно Web приложения работают с одним сервером базы данных. Почти всегда приложение использует более одной таблицы. Одной из техник масштабирования базы данных является разделение таблиц по разным серверам.

{{https://fatalex.cifro.net/lib/plugins/ckgedit/fckeditor/userfiles/image/db/005.jpg?nolink&|005.jpg}}

В этом случае несколько таблиц будут находиться на одном сервере, а остальные на другом. Тогда запросы к разным таблицам будут обрабатываться разными серверами базы данных. Это и называется вертикальным шардингом.

{{https://fatalex.cifro.net/lib/plugins/ckgedit/fckeditor/userfiles/image/db/006.jpg?nolink&|006.jpg}}

Сервера с разными таблицами называются шардами. Некоторые таблицы, обычно, больше остальных. Шардинг обычно начинают с наиболее крупных и нагруженных таблиц. Их выделяют в отдельную группу и выносят на отдельный сервер.

{{https://fatalex.cifro.net/lib/plugins/ckgedit/fckeditor/userfiles/image/db/007.jpg?nolink&|007.jpg}}

===== Подготовка шардинга =====

Для выделения таблицы на отдельный сервер необходимо выполнить несколько простых действий.

==== 1. Отдельное соединение ====

Убедиться, что в коде для всех обращений к выбранной таблице используется отдельное соединение. Перед включением отдельного сервера, оно будет просто дублировать основное соединение:\\
(Дубликат соединения для выбранных таблиц)

|<code bash>
<?
$con = mysql_connect('10.10.0.1');
$con_photos = mysql_connect('10.10.0.1');

#...
mysql_query('SELECT * FROM users ...', $con);

#...
mysql_query('SELECT * FROM photos ...', $con_photos);


</code>       |

==== 2. Создание копии ====

Далее необходимо создать полную копию выбранных таблиц на новом сервере. В простом случае можно использовать дамп и остановку всего сайта на период создания копии. Чтобы сделать это без паузы, следует воспользоваться репликацией. В этом случае на новом сервере настраивается реплика нужных таблиц. В качестве **Master** будет выступать старый сервер, а новый будет **Slave**.
==== 3. Переключение соединения ====

После этого достаточно переключить соединение на новый сервер: (Теперь мы используем два разных соединения для разных таблиц)

|<code bash>
<?
$con = mysql_connect('10.10.0.1');
$con_photos = mysql_connect('10.10.0.2');

#...


</code>       |

Если для создания копии использовалась репликация, её необходимо остановить.

===== Работа из приложения =====

В приложении мы будем работать с разными соединениями для разных таблиц: (используем разные соединения для соответствующих таблиц)

|<code bash>
<?
$con = mysql_connect('10.10.0.1');
$con_photos = mysql_connect('10.10.0.2');

#...
mysql_query('SELECT * FROM users ...', $con);

#...
mysql_query('SELECT * FROM photos ...', $con_photos);


</code>       |

Это означает, что у нас будет столько же соединений, сколько и шардов. Их количество может быть большим, поэтому лучше использовать методику ленивой загрузки ресурсов для установки соединений.

===== JOIN’ы =====

Понятно, что **JOIN** двух таблиц на разных серверах сделать невозможно. Есть два варианта решения этой задачи.
==== Группы таблиц ====

Часто **JOIN** запросы имеют место только между какой-то группой таблиц, которые логически связанны друг с другом. Например таблицы, которые хранят данные об альбомах и фотографиях пользователей:

   * **photos**  список фотографий, содержит ''album_id''
  * **albums**  список альбомов
В таком случае удобнее выносить на отдельный шард сразу всю группу этих таблиц. Это позволит использовать **JOIN**  в рамках этой группы.

==== Выборка в приложении ====

В другом варианте, функциональность **JOIN’a**  придется перенести на приложение. Например, такой запрос: (выбор всех фотографий пользователя 1)

|<code bash>
SELECT * FROM photos p JOIN albums a ON (a.id = p.album_id) WHERE a.user_id = 1


</code>       |

Если таблицы **users**  и **albums**  находятся на разных серверах, можно получить тот же результат так: (Выполнение двух запросов вместо одного JOIN’a)

|<code bash>
<?

# ...
$q = mysql_query('SELECT * FROM albums WHERE user_id = 1', $connection_albums);
$albums = mysql_fetch_all($q);

# получаем список ID альбомов пользователя
foreach ( $albums as $album ) $album_ids[] = $album['id'];

# выбираем все фотки для указанных альбомов
$q = mysql_query('SELECT * FROM photos WHERE album_id IN (' . implode(',', $album_ids) . ')', $connection_photos)


</code>       |

===== Отказоустойчивость =====

Вероятность поломки серверов баз данных увеличивается с ростом их количества.

{{https://fatalex.cifro.net/lib/plugins/ckgedit/fckeditor/userfiles/image/db/008.jpg?nolink&|008.jpg}}

Для обеспечения отказоустойчивости необходимо резервировать сервера баз данных с помощью репликации. В таком случае, каждый шард будет иметь резервный сервер с копией данных.

{{https://fatalex.cifro.net/lib/plugins/ckgedit/fckeditor/userfiles/image/db/009.jpg?nolink&|009.jpg}}

В случае выхода из строя одного из шардов достаточно будет переключить его соединение на резервный сервер: (Для использования резервного сервера достаточно будет изменить параметры соединения)

|<code bash>
<?
$con = mysql_connect('10.10.0.1');
# $con_photos = mysql_connect('10.10.0.2');
$con_photos = mysql_connect('10.10.0.3');

#...


</code>       |

===== Самое важное =====

Вертикальный шардинг — это удобный механизм масштабирования баз данных. Выделение логически связанных групп таблиц в отдельные шарды позволит даже использовать **JOIN’ы**. Обязательно используйте схему резервирования для повышения отказоустойчивости при шардинге. Начинайте с наиболее крупных и нагруженных таблиц. Для особо крупных таблиц применяйте методику горизонтального шардинга.