シャーディングとは？仕組みや種類・メリットをわかりやすく解説

シャーディングの仕組みは、以下の3つのステップからなる。

シャードキーの選択

まず、シャードにデータを分割する基準となるシャードキーを選択する。シャードキーは、データのどの属性を基準に分割するかを決定する。

例えば、顧客テーブルの「顧客ID」をシャードキーとして用いる場合は、顧客IDを基準にデータを分割する。

データの分割

シャードキーに基づいて、データを各シャードに分割する。

例えば、顧客IDをシャードキーとして用いる場合は、顧客IDのハッシュ値を計算し、その値によってデータを各シャードに割り当てる。

データアクセスの制御

各シャードに分割されたデータへのアクセスを制御する。

例えば、顧客IDをシャードキーとして用いる場合は、顧客IDをキーとしてデータを検索する際、その顧客IDが属するシャードにのみアクセスするように制御する。

データの整合性を維持する必要がある

シャーディングによってデータを複数のサーバに分散するため、データの整合性を維持する必要がある。

例えば、顧客テーブルの「顧客ID」をシャードキーとして用いる場合は、顧客IDが同じであれば、すべてのシャードに同じデータが存在する必要がある。

データの整合性を維持するためには、データの複製や同期などの手法を用いる必要がある。

データアクセスが複雑になる

シャーディングによってデータを複数のサーバに分散するため、データアクセスが複雑になる。

例えば、顧客テーブルの「顧客ID」をシャードキーとして用いる場合は、顧客IDをキーとしてデータを検索する際、その顧客IDが属するシャードにのみアクセスするように制御する必要がある。

データアクセスを複雑にするため、アプリケーションの設計や開発が複雑になる。

管理が複雑になる

シャーディングによって複数の物理サーバを管理する必要が生じる。

例えば、シャードごとにデータベースの容量や処理能力を監視し、必要に応じてスケーリングを行う必要がある。

また、シャード間のデータの同期や、シャードの故障時の対応など、管理が複雑になる。

ソーシャルメディア

ソーシャルメディアでは、ユーザーの投稿やコメントなどのデータをシャーディングすることで、システムの負荷を分散し、スケーラビリティを向上させている。

例えば、Twitterでは、ユーザーIDをシャードキーとして用いて、データをシャーディングしている。

ECサイト

ECサイトでは、商品の在庫データや注文データなどのデータをシャーディングすることで、システムの負荷を分散し、データの可用性を向上させている。

例えば、Amazonでは、商品の価格をシャードキーとして用いて、データをシャーディングしている。

ゲーム

ゲームでは、プレイヤーのゲームデータやゲームの状態データなどのデータをシャーディングすることで、システムの負荷を分散し、スケーラビリティを向上させている。

例えば、オンラインゲームでは、プレイヤーのIDをシャードキーとして用いて、データをシャーディングしている。

IoT

IoTでは、センサーから収集されるデータなどのデータをシャーディングすることで、システムの負荷を分散し、スケーラビリティを向上させている。

例えば、スマートシティでは、センサーから収集されるデータを地理的な位置でシャーディングしている。