CouchDB একটি ডিস্ট্রিবিউটেড, ডকুমেন্ট-ভিত্তিক NoSQL ডাটাবেস সিস্টেম, যা ডেটা সংরক্ষণের জন্য JSON ফরম্যাটে ডকুমেন্ট ব্যবহার করে। এর আর্কিটেকচার এবং কাজ করার পদ্ধতি বিশেষভাবে উচ্চ স্কেলেবিলিটি, রেপ্লিকেশন, এবং কনফ্লিক্ট ম্যানেজমেন্টের জন্য উপযোগী। নিচে CouchDB-এর আর্কিটেকচার এবং এর কাজ করার পদ্ধতি বিস্তারিতভাবে আলোচনা করা হলো:

1. CouchDB এর আর্কিটেকচার

CouchDB এর আর্কিটেকচার মূলত কয়েকটি উপাদানের উপর ভিত্তি করে কাজ করে:

a. Documents

• JSON ডকুমেন্ট: CouchDB ডেটা JSON ফরম্যাটে সংরক্ষণ করে। প্রতিটি ডকুমেন্টের একটি _id (অন্যতম চিহ্নিতকরণ) এবং _rev (রিভিশন নম্বর) থাকে।
• Key-Value Pairs: ডকুমেন্টে ডেটা কনটেইনার হিসেবে key-value pairs থাকে, যেখানে key হচ্ছে ডেটার নাম এবং value হচ্ছে ডেটার মান।

b. Views

• MapReduce: CouchDB ডেটা কুয়েরি এবং বিশ্লেষণের জন্য MapReduce ব্যবহার করে। Map function ডেটা থেকে key-value pairs তৈরি করে এবং Reduce function সেই key-value pairs সংক্ষেপিত ফলাফল দেয়।
• Temporary and Permanent Views: CouchDB তে অস্থায়ী (Temporary) এবং স্থায়ী (Permanent) Views তৈরি করা যায়।

c. Replication Engine

• CouchDB মাল্টি-মাস্টার রেপ্লিকেশন সমর্থন করে, যা ডেটা একাধিক সার্ভারে সিঙ্ক্রোনাইজ করতে সক্ষম।
• Continuous Replication এবং One-time Replication এর সুবিধা রয়েছে।
• CouchDB রেপ্লিকেশন প্রক্রিয়া eventual consistency মেনে চলে, যা পরিবর্তনগুলিকে ধীরে ধীরে একাধিক নোডে সিঙ্ক্রোনাইজ করে।

d. HTTP API

• CouchDB এর RESTful API ব্যবহার করে ক্লায়েন্টরা HTTP প্রোটোকলের মাধ্যমে CouchDB সার্ভারের সাথে যোগাযোগ করতে পারে।
• API দিয়ে CRUD (Create, Read, Update, Delete) অপারেশন সম্পন্ন করা যায়, এবং ডকুমেন্ট এবং ডেটাবেস পরিচালনা করা যায়।

2. CouchDB এর কাজ করার পদ্ধতি

CouchDB একটি Document-Oriented ডাটাবেস এবং এটি একাধিক স্তরে কাজ করে:

a. Client to Server Communication

• ক্লায়েন্টরা HTTP API ব্যবহার করে CouchDB সার্ভারের সাথে যোগাযোগ করে।
• ক্লায়েন্ট HTTP রিকুয়েস্ট পাঠিয়ে CRUD অপারেশন করতে পারে, যেমন নতুন ডকুমেন্ট তৈরি করা, ডকুমেন্ট পড়া, ডকুমেন্ট আপডেট বা মুছে ফেলা।

b. Data Storage and Indexing

• CouchDB ডেটাকে JSON ডকুমেন্ট হিসেবে সঞ্চয় করে এবং B-tree-based indexing ব্যবহার করে ডেটা অনুসন্ধানকে দ্রুত করে।
• প্রতিটি ডকুমেন্ট একটি _id এবং _rev ফিল্ড নিয়ে থাকে, যা সংস্করণ এবং কনফ্লিক্ট ম্যানেজমেন্টে সাহায্য করে।
• ডেটা ইনডেক্স করার জন্য Views তৈরি করা হয়, যা কাস্টম কুয়েরি এবং MapReduce ফাংশন ব্যবহার করে।

c. MapReduce and Views

• CouchDB ডেটা কুয়েরি এবং ফিল্টার করার জন্য Map এবং Reduce ফাংশন ব্যবহার করে।
• Map function ডেটার প্রতিটি অংশ থেকে key-value পেয়ার তৈরি করে, এবং Reduce function সেই পেয়ারগুলোকে প্রক্রিয়া করে, যেমন তাদের যোগফল বের করা বা ফলাফল সংক্ষেপণ করা।
• Permanent Views তৈরি করা যায়, যা ডেটার দ্রুত অ্যাক্সেস নিশ্চিত করে, এবং অস্থায়ী Viewsও তৈরি করা সম্ভব।

d. Conflict Resolution and MVCC (Multi-Version Concurrency Control)

• CouchDB MVCC প্রযুক্তি ব্যবহার করে, যার মাধ্যমে একাধিক সংস্করণ (রিভিশন) তৈরি হয় যখন একটি ডকুমেন্ট পরিবর্তন করা হয়।
• যখন একাধিক ব্যবহারকারী বা সার্ভার একই ডকুমেন্ট সম্পাদনা করে, তখন CouchDB _rev (রিভিশন) ফিল্ড ব্যবহার করে কনফ্লিক্ট ম্যানেজমেন্ট করে।
• CouchDB ডেটার কনফ্লিক্ট automatic resolution সমর্থন করে, তবে প্রয়োজনে ম্যানুয়াল কনফ্লিক্ট রিজলিউশনও করা যায়।

e. Replication Process

• CouchDB রেপ্লিকেশন প্রক্রিয়াতে eventual consistency বজায় রাখা হয়, অর্থাৎ পরিবর্তনগুলি বিভিন্ন নোডে ধীরে ধীরে সিঙ্ক্রোনাইজ হয়।
• Continuous Replication: একাধিক সার্ভারের মধ্যে ডেটা সিঙ্ক্রোনাইজেশন চালু রাখে, যাতে সব সার্ভারে সর্বশেষ আপডেট থাকে।
• One-time Replication: একবার ডেটা সিঙ্ক্রোনাইজ করার জন্য রেপ্লিকেশন চালানো যায়, যেমন ব্যাকআপ বা এক্সপোর্ট অপারেশন।

f. Security and Authentication

• CouchDB Authentication এবং Authorization ব্যবস্থাপনা ব্যবহার করে ডেটাবেস এবং ডকুমেন্টের নিরাপত্তা নিশ্চিত করে।
• Role-based Access Control (RBAC) ব্যবহার করে ব্যবহারকারীর অধিকার এবং প্রবেশাধিকার নিয়ন্ত্রণ করা হয়।
• SSL/TLS এনক্রিপশন সমর্থন করে, যা ডেটার নিরাপত্তা সুরক্ষা নিশ্চিত করে।

3. CouchDB এর আর্কিটেকচারের উপকারিতা

• ডিস্ট্রিবিউটেড আর্কিটেকচার: CouchDB মাল্টি-মাস্টার রেপ্লিকেশন সমর্থন করে, যা একাধিক সার্ভারের মধ্যে ডেটা সিঙ্ক্রোনাইজ করা সহজ করে তোলে।
• অফলাইন-অনলাইন সিঙ্ক: CouchDB এর offline-first ডিজাইন মোবাইল এবং ডিসকানেক্টেড অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযোগী।
• ভাল পারফরম্যান্স: CouchDB এর MapReduce কুয়েরি ইঞ্জিন দ্রুত ডেটা প্রসেসিং এবং বিশ্লেষণে সহায়ক।
• স্কেলেবিলিটি: CouchDB শার্ডিং এবং ক্লাস্টারিং সমর্থন করে, যার মাধ্যমে বৃহত্তর ডেটাসেট এবং উচ্চ ট্রাফিক পরিচালনা করা সম্ভব।

4. CouchDB এর আর্কিটেকচারের কার্যকারিতা

CouchDB এর আর্কিটেকচার দক্ষভাবে কাজ করার জন্য ডিস্ট্রিবিউটেড সিস্টেমের সুবিধা দেয়, যেখানে ডেটা ক্লাস্টারিং, রেপ্লিকেশন, এবং কনফ্লিক্ট ম্যানেজমেন্টের মাধ্যমে একটি শক্তিশালী এবং স্কেলেবেল ডেটাবেস তৈরি হয়। CouchDB এর মাল্টি-মাস্টার রেপ্লিকেশন এবং eventual consistency মডেল ডিস্ট্রিবিউটেড অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য কার্যকরী সমাধান প্রদান করে।

CouchDB-র আর্কিটেকচার এবং কাজের পদ্ধতি সহজে বিশ্লেষণযোগ্য এবং আড়ালে রক্ষণাবেক্ষণের কাজ সহজ করে দেয়, ফলে ডেভেলপারদের জন্য এটি একটি আধুনিক এবং কার্যকর ডেটাবেস সিস্টেম হিসেবে প্রতিষ্ঠিত।