Sürekli Çalışan Sistemler: Yüksek Erişilebilirlik (High Availability) (1 Görüntüleyici)

Uygulamalar ve iş süreçleri veritabanlarına giderek daha bağımlı hale geldikçe, veritabanı sistemlerinin kesintisiz çalışması kritik önem taşımaktadır. Yüksek Erişilebilirlik (High Availability - HA), bir sistemin veya bileşenin belirli bir süre boyunca çalışır durumda kalma olasılığını en üst düzeye çıkarmayı amaçlayan bir dizi mimari, teknoloji ve uygulamadır. Temel hedefi, planlı veya plansız kesintiler sırasında sistemin mümkün olan en kısa sürede ve en az veri kaybıyla hizmet vermeye devam etmesini sağlamaktır.

Yüksek Erişilebilirlik, Felaket Kurtarma (Disaster Recovery - DR) (Bölüm 12) ile yakından ilişkili olsa da aynı şey değildir. Felaket kurtarma, büyük bir olay (deprem, yangın vb.) sonrası sistemi tamamen farklı bir konumda kurtarmayı hedeflerken, yüksek erişilebilirlik daha çok yerel veya bölgesel sorunlarda kesintisiz veya çok kısa kesintili çalışma üzerine odaklanır. HA genellikle düşük Kurtarma Süresi Hedefi (RTO - Recovery Time Objective) ve düşük Kurtarma Noktası Hedefi (RPO - Recovery Point Objective) (Bölüm 12) ile tanımlanır.

Yüksek Erişilebilirliğin Temel Kavramları

HA çözümlerinin temelinde yatan bazı kavramlar şunlardır:

• Yedeklilik (Redundancy): Sistemde tek bir hata noktasını önlemek için bileşenlerin (sunucular, depolama, ağ) birden fazla kopyasının bulunması. Eğer bir bileşen arızalanırsa, diğeri onun yerini alabilir.
• Yük Devretme (Failover): Aktif olarak çalışan bir sistemin arızalanması durumunda, otomatik veya manuel olarak beklemedeki (standby) yedek sisteme geçiş yapılması. Bu geçiş süresi RTO'yu doğrudan etkiler.
• Veri Çoğaltma (Replication): Bir veritabanı örneğindeki veri değişikliklerinin, diğer bir veya daha fazla veritabanı örneğine kopyalanması. Bu, yedek sistemlerin güncel veriye sahip olmasını sağlar ve RPO'yu etkiler. Çoğaltma senkron (eşzamanlı - değişikliklerin diğer kopyalara yazılması beklenir) veya asenkron (eşzamansız - değişiklikler ana sistemde onaylandıktan sonra kopyalanır) olabilir.

Yaygın HA Mimari ve Teknolojileri

Farklı DBMS'ler ve platformlar, farklı HA çözümleri sunar. İşte yaygın yaklaşımlardan bazıları:

1. Veritabanı Kümelemesi (Database Clustering): Birden fazla veritabanı sunucusunun, genellikle paylaşılan bir depolama alanını kullanarak bir küme oluşturması.
   
   • Active-Passive (Aktif-Pasif): Bir sunucu aktiftir ve hizmet verirken, diğeri beklemededir. Aktif sunucu arızalanırsa, pasif sunucu devreye girer. Yüksek erişilebilirlik sağlar ancak kaynakların yarısı beklemededir.
   • Active-Active (Aktif-Aktif): Birden fazla sunucu aynı anda hizmet verir. İş yükü sunucular arasında dağıtılır. Bir sunucu arızalanırsa, kalan sunucular iş yükünü devralır. Kaynak kullanımı daha verimlidir ancak yapılandırması ve yönetimi daha karmaşık olabilir.
2. Veritabanı Çoğaltma (Database Replication - Master-Slave / Primary-Replica): Birincil (master/primary) veritabanı örneğindeki veri değişiklikleri, bir veya daha fazla ikincil (slave/replica) örneğe kopyalanır.
   
   • Okuma işlemleri ikincil replikalara yönlendirilebilir, bu da okuma yoğun iş yükleri için ölçeklenebilirlik sağlar.
   • Birincil sistem arızalanırsa, ikincil replikalardan biri birincil olarak terfi ettirilebilir (manuel veya otomatik).
   • Çoğaltma senkron veya asenkron olabilir, bu da RPO üzerinde doğrudan etkilidir. Asenkron çoğaltmada veri kaybı riski daha yüksektir.
3. Veritabanı Yansıtma (Database Mirroring - SQL Server): SQL Server'a özgü bir HA çözümü. Bir veritabanının bir kopyası başka bir sunucuda tutulur (mirror). Birincil (principal) ve ikincil (mirror) arasında gerçek zamanlıya yakın veri senkronizasyonu sağlanır. Yüksek güvenlik modunda otomatik yük devretme destekler. (SQL Server'da Always On Availability Groups lehine kullanımı azalmıştır.)
4. Always On Availability Groups (SQL Server): SQL Server'ın daha modern ve kapsamlı HA ve Felaket Kurtarma çözümü. Birincil kopyadan bir veya daha fazla ikincil kopyaya veritabanı setlerinin (Availability Databases) çoğaltılmasını ve otomatik/manuel yük devretmeyi sağlar. Okunabilir ikincil kopyalar, raporlama iş yükleri için kullanılabilir.
5. Paylaşımlı Disk (Shared-Disk) vs. Paylaşımsız (Shared-Nothing) Mimariler:
   
   • Paylaşımlı Disk: Kümedeki tüm sunucular aynı depolama alanını kullanır. Yönetimi basittir ancak depolama tek hata noktası olabilir ve depolama I/O'su darboğaz yaratabilir.
   • Paylaşımsız: Her sunucunun kendi depolama alanı vardır. Veri, sunucular arasında çoğaltılır veya dağıtılır. Daha yüksek ölçeklenebilirlik ve hata toleransı sunar ancak yönetimi daha karmaşıktır. Çoğu modern dağıtık NoSQL veritabanı ve bazı ilişkisel HA çözümleri paylaşımsız mimaridir.

Çekirdek (Quorum)

Bazı kümeleme teknolojilerinde "Quorum" kavramı önemlidir. Kümedeki düğümlerin (sunucuların) çoğunluğunun iletişim halinde ve çalışır durumda olduğunu doğrulamak için kullanılır. Bu, ağ bölünmeleri (split-brain senaryoları) sırasında veritabanının aynı anda iki farklı yerde hizmet vermeye çalışmasını ve veri tutarsızlığı yaratmasını önler.

HA'nın Getirdikleri ve Götürdükleri

HA çözümleri yüksek erişilebilirlik sağlarken, genellikle daha yüksek maliyet (ek donanım, yazılım lisansları), daha yüksek yapılandırma ve yönetim karmaşıklığı ve çoğaltma gecikmesi nedeniyle potansiyel veri lagı gibi dezavantajları da beraberinde getirir. Uygulamanızın ve verinizin kritikliği, hangi HA çözümünün uygun olduğunu belirlemede en önemli faktördür.

Yüksek erişilebilirlik, veritabanı sistemlerinin güvenilirliğinin temel bir bileşenidir. Doğru HA mimarisini seçmek ve yönetmek, iş süreçlerinizin kesintisiz devamlılığı için hayati öneme sahiptir.

Bu bölümde yüksek erişilebilirliğin ne olduğunu, temel kavramlarını ve yaygın mimarilerini ele aldık. Veritabanı sistemlerinin büyük veri hacimlerini veya yüksek kullanıcı yüklerini yönetmesi gerektiğinde ölçeklenebilirlik de bir diğer önemli faktör haline gelir.

Bir sonraki bölümde, veritabanı sistemlerini dikey veya yatay olarak ölçeklendirmenin ötesine geçerek, büyük veri kümelerini yönetmek ve performansı artırmak için kullanılan veri bölme (partitioning) veya parçalama (sharding) gibi tekniklere göz atabiliriz.

---