ما المقصود بتكرار البيانات؟

بينما يمكن أن يؤدي تكرار البيانات غير المقصود إلى عدم الكفاءة، مثل زيادة تكاليف التخزين وعدم اتساق البيانات، فإن تكرار البيانات المتعمد هو عنصر أساسي في إدارة البيانات الفعالة. إنه ذو قيمة خاصةً اليوم حيث تدير المؤسسات مجموعات بيانات كبيرة وأحجامًا متزايدة من البيانات. غالبًا ما تكون النسخ المكررة من البيانات أساسية لتصميم قاعدة البيانات والمخطط، مما يساعد على ضمان التوافر العالي وسلامة البيانات وتناسقها.

يلعب التكرار المتعمد للبيانات أيضًا دورًا حاسمًا في التعافي من الكوارث. على سبيل المثال، في عام 2024، كلفت عمليات اختراق أمن البيانات الشركات ما معدله 4.88 مليون دولار أمريكي. تشكل نسخ البيانات المكررة أهمية كبيرة في سيناريوهات تلف البيانات أو تعطل الأجهزة، حيث إنها توفر نسخًا احتياطية موثوقة. ومع ذلك، في حين أن تكرار البيانات واسترداد البيانات يركزان على منع فقدان البيانات، فإن التكرار يعطي الأولوية لتوافر البيانات واستمراريتها، بينما يركز الاسترداد على الاستعادة.

في إدارة قواعد البيانات، هناك نوعان من تكرار البيانات: متعمد وغير متعمد:

تنفذ المؤسسات عن عمد تكرار البيانات لتحسين توافر النظام والحماية من فقدان البيانات. من خلال المساعدة في ضمان استمرار عمل الأنظمة حتى في حالة تعطل الأجهزة، فإن التكرار المتعمد للبيانات يعزز اتساق البيانات ويلبي متطلبات التوافر العالي. هذه المزايا تجعله ذي قيمة خاصة في أنظمة إدارة قواعد البيانات العلائقية (DBMS) ومستودعات البيانات.

ينشأ تكرار البيانات غير المتعمد عندما تقوم الأنظمة بإنشاء بيانات مكررة عن غير قصد، مما يؤدي إلى عدم الكفاءة. على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي النسخ المكررة من البيانات إلى زيادة تكاليف التخزين، والتسبب في حدوث تناقضات في تحليل البيانات وتدهور الأداء بسبب العملية التي تستغرق وقتا طويلا للاحتفاظ بنسخ غير ضرورية من البيانات.

يوفر التكرار المتعمد للبيانات العديد من الميزات الرئيسية التي يمكنها تحسين جودة البيانات وأمانها وتوافرها:

• سلامة البيانات: تساعد النسخ المكررة من البيانات الأنظمة على التعافي من الأخطاء أو أعطال الأجهزة أو التناقضات. إذا تعرض جزء من البيانات للتلف، يمكن للأنظمة الوصول بسرعة إلى نسخة نظيفة غير تالفة من نسخة أخرى، مما يحسن الوصول إلى البيانات ومدة التشغيل.
  
  
• اتساق البيانات: تساعد النسخ المتزامنة من البيانات الحساسة في الحفاظ على التحديثات عبر جميع نسخ البيانات، مما يمنع عدم اتساق البيانات. ويُعد هذا أمرًا مهمًا بشكل خاص في البيئات التي تتطلب مستويات عالية من اتساق البيانات، مثل أنظمة التخزين السحابي أو تخطيط موارد المؤسسات (ERP). 
  
  
• أمن البيانات: تحمي النسخ المكررة من البيانات من تلف البيانات أو ضياعها أو اختراقها. يساعد تخزين البيانات عبر مواقع أو أنظمة تخزين مختلفة على ضمان أنه في حال تعرض أحد الأنظمة للاختراق، تظل البيانات متاحة من مصدر آمن آخر.
  
  
• الكفاءة التشغيلية: يؤدي التكرار المتعمد للبيانات إلى تحسين الكفاءة التشغيلية من خلال تقليل فترات التعطل. مع وجود نُسخ مكررة من البيانات في مكانها الصحيح، يمكن للشركات الحفاظ على الوصول إلى البيانات والإنتاجية، حتى عند حدوث أعطال في الأجهزة أو انقطاع الخدمة.

ولتنفيذ التكرار المتعمد للبيانات بفعالية، تستخدم المؤسسات العديد من الأدوات والتقنيات، مثل تكرار البيانات وتكوينات RAID وأنظمة الملفات الموزعة:

تجمع مصفوفة متكررة من الأقراص المستقلة (RAID) بين محركات أقراص ثابتة متعددة في وحدة واحدة. تعمل تقنية تخزين البيانات هذه على تحسين التكرار في البيانات وتحمّل الأعطال، وهي قدرة النظام على الاستمرار في العمل حتى أثناء تعطل المكون. 

RAID 1، على سبيل المثال، ينسخ البيانات بين محركي الأقراص، مما يساعد على ضمان أنه في حالة فشل محرك أقراص واحد، تظل البيانات متاحة. توازن تكوينات RAID بين الأداء وسعة التخزين والتكافؤ، مما يجعلها مثالية للبيئات ذات مجموعات البيانات الكبيرة.

تقوم أنظمة الملفات الموزعة (DFS) بتخزين البيانات عبر أجهزة أو عقد متعددة، وتقوم بتكرار البيانات تلقائيًا للمساعدة في ضمان التكرار والتوافر العالي. تعني هذه البنية المتسامحة مع الأخطاء أنه في حالة فشل إحدى العُقد أو الأقراص يظل من الممكن الوصول إلى البيانات من عُقد أخرى، مما يساعد على ضمان عدم انقطاع الوصول إلى البيانات.

يتضمن تكرار البيانات (Data Replication) إنشاء نسخ من البيانات عبر مواقع مختلفة للمساعدة في ضمان توفر البيانات. يمكن أن يكون في الوقت الفعلي (متزامن) أو متأخرًا (غير متزامن). يعد تكرار البيانات أمرًا بالغ الأهمية لتوفير الوصول المستمر إلى البيانات، لا سيما في سيناريوهات التعافي من الكوارث.

يشكل التكرار غير المتعمد للبيانات العديد من المخاطر التي يمكن أن تؤثر على جودة البيانات والأداء والأمان، مثل:

• زيادة تكاليف التخزين: يؤدي تخزين النسخ المكررة من البيانات عبر أنظمة أو مواقع متعددة إلى زيادة متطلبات مساحة التخزين. وهذا يزيد من تكاليف التخزين، خاصةً في البيئات السحابية حيث يعتمد التسعير غالبًا على حجم تخزين البيانات المستخدم. 
  
  
• عدم اتساق البيانات: عندما لا تتم مزامنة تحديثات البيانات أو حذفها بشكل صحيح، يمكن أن تحدث حالات عدم اتساق. ويمكن أن تتسبب هذه التناقضات في حدوث أخطاء في استرجاع المعلومات وتحليلها، مما يقوض سلامة النظام ويؤدي إلى إعداد تقارير أو اتخاذ قرارات غير صحيحة.
  
  
• تلف البيانات وفقدانها: يمكن للنسخ المكررة من البيانات، إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح، أن تزيد من خطر تلف البيانات. على سبيل المثال، إذا لم يتم اكتشاف التلف وتم تكراره عبر جميع نسخ البيانات، فسيؤثر ذلك على مجموعة البيانات بأكملها. يمكن أن تؤدي عمليات التكرار أو النسخ الاحتياطي غير الكافية أيضًا إلى ترك البيانات الحساسة عرضة للفقدان.
  
  
• تدهور الأداء: على الرغم من أن التكرار يمكن أن يساعد في ضمان اتساق البيانات، إلا أنه قد يؤدي أيضًا إلى حدوث تأخير عند إجراء التحديثات عبر نسخ متعددة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى إبطاء استرجاع البيانات، خاصةً في الأنظمة التي تتعامل مع مجموعات البيانات الكبيرة أو أحجام المعاملات الكبيرة.
  
  
• مخاطر الأمن والامتثال: تزيد البيانات المكررة من عدد نقاط الضعف المحتملة، مما يجعل الأنظمة أكثر عرضة للهجمات الإلكترونية. يمكن أن تنتهك النسخ المتعددة من البيانات أيضًا مبادئ تقليل البيانات الواردة في اللوائح مثل اللائحة العامة لحماية البيانات (GDPR) وقانون خصوصية المستهلكين في كاليفورنيا (California Consumer Privacy Act).

لمعالجة التكرار غير المتعمد للبيانات، يمكن للمؤسسات استخدام استراتيجية للتخفيف من حدة المشكلة، بما في ذلك:

ينظم توحيد قاعدة البيانات البيانات في حقول منفصلة وذات صلة للتخلص من البيانات المكررة وتقليل التكرار. تساعد هذه العملية على ضمان تخزين كل جزء من البيانات مرة واحدة فقط، مما يحسن سلامة البيانات واتساقها. يتبع سلسلة من القواعد، غالبًا ما يتم تصنيفها على أنها الأشكال العادية الأولى والثانية والثالثة والرابعة.

يحدد إلغاء تكرار البيانات البيانات المكررة ويزيلها عبر الأنظمة، وتخزين مثيلًا واحدًا فقط من كل إدخال بيانات. يتم استخدام هذا عادةً في مراكز البيانات وبيئات التخزين السحابي لتحسين مساحة التخزين وتقليل مشكلات التكرار.

يعمل ضغط البيانات على تقليل حجم مجموعات البيانات من خلال التخلص من العناصر المتكررة. تستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في أنظمة النسخ الاحتياطي ونقل الشبكة والتخزين السحابي لتحسين مساحة التخزين وتحسين كفاءة استرداد البيانات. 

تعمل إدارة البيانات الرئيسية (MDM) على دمج بيانات الأعمال الأساسية في مصدر واحد، مما يؤدي إلى تحسين اتساق البيانات عبر الأنظمة. حيث تقوم بإنشاء سجل رئيسي لإدخالات البيانات الرئيسية مثل العملاء والمنتجات والموظفين، وهو ما يزيل البيانات المكررة ويقلل من التكرار.

يستخدم ربط البيانات مفاتيح خارجية في أنظمة إدارة قواعد البيانات (DBMS) لإنشاء علاقات بين حقول البيانات، مما يقلل من التكرار. على سبيل المثال، يمكن تخزين بيانات العميل في جدول "العميل"، مع ربط الطلبات بالعميل من خلال معرّف العميل للمساعدة في ضمان دقة البيانات واتساقها.

على الرغم من أن تكرار البيانات واسترداد البيانات يعالجان فقدان البيانات، إلا أنهما يخدمان أغراضًا مختلفة. غالبًا ما يتم استخدام تكرار البيانات كاستراتيجية استباقية. يساعد على ضمان التوافر العالي ويقلل من فترة التعطل من خلال تخزين نسخ مكررة من البيانات عبر مواقع متعددة.

ومع ذلك، فإن استرداد البيانات هي عملية تفاعلية. فهي تستعيد البيانات بعد حوادث مثل تلف البيانات أو الحذف العرضي أو الهجمات الإلكترونية. هناك العديد من طرق استرداد البيانات المستخدمة لاسترداد البيانات المفقودة واستعادة الأنظمة إلى حالة سابقة، بما في ذلك:

• النسخ الاحتياطي للبيانات: تقوم النسخ الاحتياطية المنتظمة بتخزين نسخ من البيانات بشكل منفصل عن النظام الأساسي، عادةً في بيئات التخزين الخارجية أو السحابية. تُعد هذه النسخ الاحتياطية ضرورية للتعافي من الكوارث، حيث تساعد في ضمان استعادة البيانات في حالة حدوث فشل أو تلف.
  
  
• اللقطات: تنشئ اللقطات نسخا من البيانات في نقطة زمنية، وتلتقط الحالة الدقيقة للبيانات في لحظة التقاطها. تسهّل هذه التقنية استرجاع البيانات بسرعة في البيئات الافتراضية وتساعد في التعافي من الكوارث دون الحاجة إلى النسخ الاحتياطية.
  
  
• الحماية المستمرة للبيانات: تتعقب أنظمة الحماية المستمرة للبيانات (CDP) التغييرات في البيانات على مستوى الكتل، مما يساعد على ضمان تحديث كتل البيانات المعدلة فقط. تعمل أنظمة CDP في الوقت الفعلي للحفاظ على أحدث البيانات وتتضمن ميزات إلغاء البيانات المكررة لتقليل النسخ غير الضرورية من البيانات وتحسين مساحة التخزين.