大まかに言うと、レプリケーション・ノードは、キーと値のペアを含む1つのデータベースとみなすことができます。

レプリケーション・ノードはシャードに編成されます。シャードには、データベース書込みの実行を担うマスター・ノードと呼ばれる1つのレプリケーション・ノード、および1つ以上の読取り専用レプリカが含まれます。マスター・ノードは、すべての書込みをレプリカにコピーします。これらのレプリカは、読取り専用操作のサービスに使用されます。常に1つのマスター・ノードしか存在しない場合もありますが、シャードのメンバー(次に説明するようにセカンダリ・ゾーンのノードを除く)はマスター・ノードになることができます。つまり、各シャードでは、単一マスター/複数レプリカ・ストラテジを使用して、読取りのスループットと可用性を向上させます。

次の図に、KVStoreがシャードに分かれている状態を示します。

マスターをホストするマシンに何らかの障害が発生すると、シャード内の別のいずれかのノードにマスターが自動的にフェイルオーバーすることに注意してください。つまり、レプリカ・ノードの1つが自動的にマスターに昇格されます。

本番KVStoreには複数のシャードが含まれます。インストール時、ストアに含まれるシャードの数をOracle NoSQL Databaseで自動的に決定できるようにするための情報を指定します。ストアに含まれるシャードが多いほど、書込みリクエストをサービスするノードがストアに多く含まれるため、書込みのパフォーマンスが向上します。

シャードに属するノードの数は、レプリケーション係数と呼ばれます。シャードのレプリケーション係数が大きいほど、読取りのスループットは向上します(読取りリクエストをサービスするマシンが増えるため)が、書込みのパフォーマンスは低下します(書込みのコピー先のマシンが増えるため)。ストア内の各ゾーンのレプリケーション係数を設定すると、Oracle NoSQL Databaseは、ストアを構成する各ゾーンに存在する各シャードに対して適切な数のレプリケーション・ノードが作成されるようにします。

各シャードには、1つ以上のパーティションが含まれます。データのキーは、ストア内の表の行(またはキーと値のペア)にアクセスします。さらに、キーにはパーティションが割り当てられます。キーは、パーティションへの配置後は別のパーティションに移動できません。Oracle NoSQL Databaseでは、各レコードのキーをハッシュすることですべての使用可能なパーティション間にレコードが分散されます。

計画の一環として、ストアに含めるパーティションの数を決める必要があります。これは、ストアのインストール後は構成できないことに注意してください。

ストアで使用するストレージ・ノードの数は拡張して変更することが可能です。この操作が行われる場合、新規シャードの追加によって、新規リソースを利用するようにストアを再構成できます。この操作が行われる場合、あるシャードから別のシャードにパーティションを再配布することで、新規シャードと既存シャードの間でパーティションが均衡化されます。このため、ストアをきめ細かに再構成できるように十分な数のパーティションを含めることが推奨されます。多数のパーティションを含めることには最小限のパフォーマンス・コストが伴うことに注意してください。おおよその目安として、シャードごとに少なくとも10～20のパーティションがあり、パーティションの数がシャードの数で割り切れることが必要です。パーティション数は初期のデプロイ後に変更できないため、パーティション数の指定時には予想される最大サイズのストアを想定する必要があります。

ゾーンとは、ネットワークにデプロイされるストレージ・ノード間の適切なネットワーク接続をサポートする物理的な場所であり、他のゾーンからある程度物理的に分離しています。通常、ゾーンは冗長またはバックアップ電源供給、冗長データ通信接続、環境制御(たとえば、エアコン、消火)およびセキュリティ・デバイスを含みます。ゾーンは実際の物理的なデータ・センターの建物を表す場合もありますが、特定のデプロイメントに応じて作業場、部屋、容器またはラックを表す場合もあります。大規模な停電やネットワーク障害のような、物理的な場所全体に影響するシステム障害から保護するために、Oracleは複数のゾーンでストアをインストールおよび構成することをお薦めします。

ゾーンが複数あると、障害を分離できるため、1つのゾーンに障害が起こった場合でもデータの可用性が高まります。

ゾーンには2つのタイプがあります。プライマリ・ゾーンには、マスターまたはレプリカとして機能するノードが含まれます。ゾーンは、デフォルトではプライマリ・ゾーンとして作成されます。セカンダリ・ゾーンには、レプリカとしてのみ機能するノードが含まれます。セカンダリ・ゾーンを使用すると、離れた場所で使用できるデータのコピーを作成したり、冗長性または読取り機能を向上させるためにデータの余分なコピーを保持できます。

トポロジは、NoSQL DBストアを構成するゾーン、ストレージ・ノード、レプリケーション・ノードおよび管理サービスの集合体です。デプロイされた各ストアには、ある時点の状態を示すトポロジが1つあります。

初期のデプロイ後、特定のシャードで単一障害点が発生する可能性が最小限になるようにトポロジが配置されます。つまり、ストレージ・ノードは複数のレプリケーション・ノードをホストする可能性がありますが、そのレプリケーション・ノードが同じシャードに属することはありません。これにより、ホスト・マシンが停止するようなハードウェア障害に直面したとしても、シャードの読取りおよび書込みを継続できる可能性が高まります。

トポロジは、様々なパフォーマンス特性を実現する場合や、ストレージ・ノードの数または特性の変更に対応する場合に変更できます。トポロジの変更およびデプロイは反復的なプロセスです。