Veritabanı Sunucuları ve Gömülü Veritabanları
Veritabanı Sunucusu
Veritabanı sunucusu, bağımsız bir sunucu süreci olarak çalışan ve ağ üzerinden uygulama isteklerini işleyen bir veritabanını ifade eder. MySQL, PostgreSQL, Oracle DB gibi yaygın olarak bilinen RDBMS'lerin çoğu bu modele uyar. Veritabanı sunucusu aşağıdaki avantajlara sahiptir:
- Merkezi Yönetim: Veriler tek bir yerde entegre olarak yönetildiği için tutarlılık, güvenlik, yedekleme ve kurtarma kolaylığı sağlanır.
- Kaynak Bağımsızlığı: Kendi CPU, bellek ve depolama alanını tahsis ederek, uygulamanın durumundan bağımsız olarak istikrarlı performans sağlar.
- Yüksek Eşzamanlılık ve Ölçeklenebilirlik: Çok sayıda kullanıcının eşzamanlı erişimi için optimize edilmiştir ve kümeleme veya çoğaltma yoluyla yatay ölçeklendirme nispeten kolaydır.
Bu özellikler sayesinde veritabanı sunucusu, son birkaç on yıldır yazılım altyapısının standardı haline gelmiştir. Ancak, teknolojik gelişmeler ve değişen ortamlar nedeniyle, bazı ortamlarda veritabanı sunucusunun dezavantajları ortaya çıkmaya başlamış ve buna bir alternatif olarak gömülü veritabanları yeniden dikkat çekmektedir.
Yeni Bir Akım: Gömülü Veritabanları
Gömülü veritabanları, ayrı bir sunucu süreci olmaksızın, bir uygulama içinde bir kütüphane biçiminde yer alan ve aynı süreç içinde çalışan veritabanı motorlarıdır. SQLite, LevelDB, RocksDB gibi sistemler önde gelen gömülü veritabanlarıdır. Bu gömülü veritabanlarının en yeni teknoloji ortamında güçlü bir alternatif olarak ortaya çıkışının arka planı aşağıdaki gibidir:
SSD'lerin Ortaya Çıkışı
Geçmişte HDD merkezli sistem ortamlarında, sıralı veri okuma/yazma performansına kıyasla rastgele erişim performansı önemli ölçüde düşüktü. Bu nedenle, disk I/O'yu en aza indirmek ve bellek önbelleklemesini en üst düzeye çıkarmak, performans optimizasyonunun anahtarıydı. Veritabanı sunucuları, buna uygun olarak büyük önbellekler işletip yazma işlemlerini toplayarak işleyerek HDD'nin fiziksel sınırlamalarını aşmışlardır.
Ancak SSD'lerin ortaya çıkışı bu önermeyi tamamen değiştirmiştir. SSD'ler, HDD'lere kıyasla rastgele I/O performansında binlerce kat daha hızlıdır ve gecikme süreleri de önemli ölçüde daha kısadır. Sonuç olarak, "disk I/O'nun en büyük darboğaz olduğu" şeklindeki mevcut algı ortadan kalkmış ve bunun yerine ağ üzerinden uzak DB sunucusuna erişimden kaynaklanan gecikmeler yeni bir darboğaz olarak öne çıkmaya başlamıştır.
MSA ve Veri Bağımsızlığı
Geçmişte, tek bir devasa monolitik uygulamanın tek bir merkezi veritabanına bağımlı olduğu bir yapı yaygındı. Bu yaklaşım basit olmasına rağmen, hizmet ölçeği büyüdükçe veri şeması değişikliklerinin zorlaşması ve tüm hizmetlerin aynı DB'yi paylaşması nedeniyle bağlılığın aşırı derecede güçlenmesi gibi sorunlar ortaya çıkıyordu.
Modern mikroservis mimarisinde bu sorunları çözmek için "Hizmet Başına Veritabanı" ilkesi önem kazanmaktadır. Her hizmetin kendi özel veri deposuna sahip olması ve bunu kapsüllemesi, hizmetler arası bağımsızlığı sağlar, hata izolasyonunu ve ölçeklendirmeyi kolaylaştırır. Bu süreçte gömülü DB'ler, hizmet birimi bazında veri depolama için ideal bir seçenek haline gelir. Hafif ve hızlı olup, hizmet koduyla birlikte dağıtılabilir olması nedeniyle MSA ortamına çok iyi uyum sağlar.
Özellikle Kubernetes ortamında, yerel veri işlemini optimize etmek için uygulama konteynerinin yanına gömülü DB'lerin yerleştirildiği sidecar deseni yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu, ağ darboğazlarını azaltma ve veri erişim gecikmesini en aza indirme etkisi yaratır.
Operasyonel Ortamın Basitleştirilmesi
Veritabanı sunucularının kurulum, yama, yedekleme, felaket kurtarma, çoğaltma, performans izleme gibi karmaşık operasyonel prosedürleri zorunludur ve bunun için özel DBA'lar ve profesyonel operasyonel personel gereklidir. Özellikle büyük ölçekli ortamlarda bu yönetim yükü oldukça fazladır.
Gömülü DB'ler bu sorunları büyük ölçüde hafifletir. Veritabanı uygulamaya entegre edildiğinde, birim testleri, derleme, sürüm kontrolü ve dağıtım birlikte gerçekleştirilir, bu da ayrı bir sunucu işletimine gerek bırakmaz. Ayrıca, uygulama ölçeklendiğinde gömülü DB de birlikte ölçeklenir ve DevOps kültürü ile CI/CD pipeline'ları aracılığıyla otomatik yönetim mümkün hale gelir. Özellikle startup'lar, küçük ölçekli hizmetler, prototip geliştirme ortamlarında gömülü veritabanları, operasyonel karmaşıklığı önemli ölçüde azaltır ve geliştirme ve dağıtım hızını büyük ölçüde artırır.
Yüksek Performanslı Sistem Dilleri ve Ekosistem Gelişimi
Geçmişte, veritabanı ve uygulamanın farklı dillerde yazılması yaygındı. Örneğin, yüksek performans gerektiren veritabanı motorları genellikle C, C++ ile yazılırken, uygulamalar Java, Python, PHP gibi dillerle geliştiriliyordu. Bu yaklaşım performans optimizasyonu açısından etkili olsa da, bellek kararlılığı sorunları, karmaşık eşzamanlılık işlemleri, gecikme süresi ve kütüphane entegrasyonu ve dağıtımının zorluğu gibi sınırlamalara sahipti.
Ancak, Go ve Rust gibi modern sistem programlama dillerinin yükselişiyle bu sınırlamalar büyük ölçüde hafiflemiştir. Özellikle Go, yüksek performanslı uygulamaların yanı sıra veritabanı motorları gibi düşük seviyeli program yazmak için de uygun olup, veritabanı ve uygulamanın tek bir dil ekosistemi içinde birlikte yönetilmesini sağlamıştır.
Gerçekten de, Golang'de BadgerDB, PebbleDB gibi yüksek performanslı gömülü veritabanları aktif olarak kullanılmaktadır. Bu, gömülü veritabanlarının sadece veritabanı sunucularına hafif bir alternatif olmanın ötesinde, kendi başına rekabet gücüne sahip önemli bir seçenek olarak konumlandığını göstermektedir.
Sonuç
Büyük ölçekli verilerin merkezi yönetimi, karmaşık işlemler ve yüksek eşzamanlılık gerektiren koşullarda veritabanı sunucusu hala en güçlü çözümdür. Ancak MSA ortamındaki bireysel hizmetler, IoT uç cihazları, hızlı prototipleme ve operasyonel verimliliğin önemli olduğu projelerde gömülü veritabanları daha verimli ve mantıklı bir seçim olabilir. Sonuç olarak, önemli olan mevcut durum ve gereksinimlere en uygun aracı seçmektir ve gömülü veritabanlarının gelişimi bize daha geniş ve çeşitli seçenekler sunmaktadır.