Hochverfügbarkeit in Kubernetes verwalten

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Auf dieser Seite wird beschrieben, wie Sie Hochverfügbarkeit (High Availability, HA) für Ihren Kubernetes-basierten AlloyDB Omni-Datenbankcluster aktivieren und testen. Für die hier beschriebenen Aufgaben sind grundlegende Kenntnisse im Anwenden von Kubernetes-Manifestdateien und in der Verwendung des kubectl-Befehlszeilentools erforderlich.

Übersicht

Sie können die Hochverfügbarkeit in Ihrem Datenbankcluster aktivieren, indem Sie den AlloyDB Omni Kubernetes-Operator anweisen, Stand-by-Replikate Ihrer primären Datenbankinstanz zu erstellen. Der AlloyDB Omni-Operator konfiguriert Ihren Datenbankcluster so, dass die Daten auf diesem Replikat kontinuierlich aktualisiert werden und alle Datenänderungen in Ihrer primären Instanz übernommen werden.

Hochverfügbarkeit aktivieren

Bevor Sie die Hochverfügbarkeit in Ihrem Datenbankcluster aktivieren, muss Ihr Kubernetes-Cluster Folgendes haben:

• Speicher für zwei vollständige Kopien Ihrer Daten
• Rechenressourcen für zwei parallel ausgeführte Datenbankinstanzen

So aktivieren Sie die Hochverfügbarkeit:

1. Ändern Sie das Manifest des Datenbankclusters so, dass es unter dem Abschnitt spec einen Abschnitt availability enthält. In diesem Abschnitt wird die Anzahl der hinzuzufügenden Stand-by-Instanzen durch Festlegen des Parameters numberOfStandbys definiert.

   spec:
     availability:
       numberOfStandbys: NUMBER_OF_STANDBYS
   

   Ersetzen Sie NUMBER_OF_STANDBYS durch die Anzahl der Stand-by-Instanzen, die Sie hinzufügen möchten. Der Höchstwert ist 5. Wenn Sie die Hochverfügbarkeit einrichten und sich nicht sicher sind, wie viele Stand-by-Instanzen Sie benötigen, beginnen Sie mit dem Wert 1 oder 2.

2. Wenden Sie das Manifest noch einmal an.

Hochverfügbarkeit deaktivieren

So deaktivieren Sie die Hochverfügbarkeit:

1. Setzen Sie numberOfStandbys im Manifest des Clusters auf 0:

   spec:
     availability:
       numberOfStandbys: 0
   

2. Wenden Sie das Manifest noch einmal an.

Hochverfügbarkeit in einem Datenbankcluster prüfen

Wenn Sie den aktuellen Hochverfügbarkeitsstatus eines Datenbankclusters aufrufen möchten, prüfen Sie die HAReady-Bedingung des Status dieses Clusters. Wenn für diesen Wert status auf True gesetzt ist, ist die Hochverfügbarkeit eingerichtet und funktioniert im Datenbankcluster.

Führen Sie den folgenden Befehl aus, um diesen Wert in der Befehlszeile zu prüfen:

kubectl get dbcluster.alloydbomni.dbadmin.goog DB_CLUSTER_NAME -o jsonpath={.status.conditions[?(@.type == \'HAReady\')]} -n NAMESPACE

Ersetzen Sie Folgendes:

• DB_CLUSTER_NAME: Der Name des Datenbankclusters.

• NAMESPACE: Der Namespace des Datenbankclusters.

Failover auf eine Stand-by-Instanz ausführen

Wenn Ihre primäre Instanz für einen konfigurierbaren Zeitraum nicht verfügbar ist, führt der AlloyDB Omni-Operator automatisch ein Failover von der primären Datenbankinstanz zur Stand-by-Instanz durch. Die Standardzeit zum Auslösen eines automatischen Failovers beträgt 90 Sekunden.

Failover sind eine gute Option, wenn Sie nach einem unerwarteten Fehler eine schnelle Wiederherstellung sowie eine geringe Ausfallzeit wünschen, auch wenn dies möglicherweise zu einem geringen Datenverlust führt, wenn die primäre Datenbank nicht verfügbar ist, bevor das Backup vollständig aktualisiert wurde.

Der AlloyDB Omni-Operator unterstützt sowohl automatische als auch manuelle Failover. Automatische Failover sind standardmäßig aktiviert.

Ein Failover führt zu der folgenden Ereignisabfolge:

1. Der AlloyDB Omni-Operator nimmt die primäre Datenbankinstanz offline.

2. Der AlloyDB Omni-Operator stuft das Stand-by-Replikat zur neuen primären Datenbankinstanz hoch.

3. Der AlloyDB Omni-Operator löscht die vorherige primäre Datenbankinstanz.

4. Der AlloyDB Omni-Operator erstellt ein neues Stand-by-Replikat.

Automatische Failover deaktivieren

Automatische Failover sind in Datenbankclustern standardmäßig aktiviert.

So deaktivieren Sie ein Failover:

1. Setzen Sie enableAutoFailover im Manifest des Clusters auf false:

   spec:
     availability:
       enableAutoFailover: false
   

Einstellungen für den automatischen Failover-Trigger anpassen

Mit den Einstellungen können Sie automatische Failover für jeden Datenbankcluster anpassen.

Der AlloyDB Omni-Operator führt alle 30 Sekunden regelmäßige Systemdiagnosen durch. Wenn eine Instanz den Grenzwert für den automatischen Failover-Trigger erreicht hat, löst der AlloyDB Omni-Operator einen automatischen Failover aus.

Der Standardwert für den Grenzwert für den automatischen Failover-Trigger ist 3. Der Grenzwert ist die Anzahl der aufeinanderfolgenden Fehler bei der Systemdiagnose, bevor ein Failover ausgelöst wird. Wenn Sie den Grenzwert ändern möchten, setzen Sie autoFailoverTriggerThreshold im Manifest des Clusters auf einen ganzzahligen Wert:

```yaml
spec:
  availability:
    autoFailoverTriggerThreshold: TRIGGER_THRESHOLD
```

Ersetzen Sie Folgendes:

• TRIGGER_THRESHOLD: Ein ganzzahliger Wert für die Anzahl der aufeinanderfolgenden Fehler bei der Systemdiagnose, bevor ein Failover ausgelöst wird. Der Standardwert ist 3.

Manuelles Failover auslösen

Wenn Sie ein manuelles Failover auslösen möchten, erstellen und wenden Sie ein Manifest für eine neue Failover-Ressource an:

apiVersion: alloydbomni.dbadmin.goog/v1
kind: Failover
metadata:
  name: FAILOVER_NAME
  namespace: NAMESPACE
spec:
  dbclusterRef: DB_CLUSTER_NAME

Ersetzen Sie Folgendes:

• FAILOVER_NAME: Ein Name für diese Ressource, z. B. failover-1.

• NAMESPACE: Der Namespace für diese Failover-Ressource. Er muss mit dem Namespace des Datenbankclusters übereinstimmen, auf den sie angewendet wird.

• DB_CLUSTER_NAME: Der Name des Datenbankclusters, für den ein Failover ausgeführt werden soll.

Führen Sie den folgenden Befehl aus, um das Failover zu überwachen:

kubectl get failover FAILOVER_NAME -o jsonpath={.status.state} -n NAMESPACE

Ersetzen Sie Folgendes:

• FAILOVER_NAME: Der Name, den Sie der Failover-Ressource beim Erstellen zugewiesen haben.

• NAMESPACE: Der Namespace des Datenbankclusters.

Der Befehl gibt Success zurück, nachdem die neue primäre Datenbankinstanz einsatzbereit ist. Informationen zum Überwachen des Status der neuen Stand-by-Instanz finden Sie im nächsten Abschnitt.

Switchover zur Stand-by-Instanz durchführen

Ein Switchover wird durchgeführt, wenn Sie Ihre Einrichtung für die Notfallwiederherstellung oder andere geplante Aktivitäten testen möchten, bei denen die Rollen der primären Datenbank und des Stand-by-Replikats getauscht werden müssen.

Nach Abschluss des Switchovers werden die Rollen der primären Datenbankinstanz und des Stand-by-Replikats zusammen mit der Richtung der Replikation umgekehrt. Sie müssen sich für Switchover entscheiden, wenn Sie eine bessere Kontrolle über das Testen Ihrer Notfallwiederherstellungseinrichtung ohne Datenverlust haben möchten.

Der AlloyDB Omni-Operator unterstützt manuelles Switchover.

Ein Switchover führt zu der folgenden Ereignisabfolge:

1. Der AlloyDB Omni-Operator nimmt die primäre Datenbankinstanz offline.

2. Der AlloyDB Omni-Operator stuft das Stand-by-Replikat zur neuen primären Datenbankinstanz hoch.

3. Der AlloyDB Omni-Operator ändert die vorherige primäre Datenbankinstanz in ein Stand-by-Replikat.

Hinweis: Sie können ein Stand-by-Replikat so konfigurieren, dass es als schreibgeschützte Instanz verwendet wird. Weitere Informationen finden Sie unter Stand-by als schreibgeschützte Instanz verwenden

.

Switchover durchführen

Prüfen Sie vor dem Ausführen eines Switchovers Folgendes:

• Prüfen Sie, ob sowohl die primäre Datenbankinstanz als auch das Stand-by-Replikat fehlerfrei sind. Weitere Informationen finden Sie unter AlloyDB Omni verwalten und überwachen.
• Prüfen Sie, ob der aktuelle Hochverfügbarkeitsstatus HAReady ist. Weitere Informationen finden Sie unter Hochverfügbarkeit in einem Datenbankcluster prüfen.

Um ein Switchover durchzuführen, erstellen und wenden Sie ein Manifest für eine neue Switchover-Ressource an:

apiVersion: alloydbomni.dbadmin.goog/v1
kind: Switchover
metadata:
    name: SWITCHOVER_NAME
spec:
     dbclusterRef: DB_CLUSTER_NAME
     newPrimary: STANDBY_REPLICA_NAME

Ersetzen Sie Folgendes:

• SWITCHOVER_NAME: Ein Name für diese Switchover-Ressource, z. B. switchover-1.

• DB_CLUSTER_NAME: Der Name der primären Datenbankinstanz, auf die der Switchover-Vorgang angewendet wird.

• STANDBY_REPLICA_NAME: Der Name der Datenbankinstanz, die Sie als neue primäre Instanz hochstufen möchten.

  Führen Sie den folgenden Befehl aus, um den Namen des Stand-by-Replikats zu ermitteln: posix-terminal kubectl get instances.alloydbomni.internal.dbadmin.goog

Wichtig: Lokale Backups, die vor dem Switchover erstellt wurden, können nicht automatisch mit der Restore benutzerdefinierten Ressource wiederhergestellt werden. Wenn Sie den Backup manuell klonen möchten, lesen Sie den Hilfeartikel Datenbankcluster in Kubernetes mit einer lokalen Sicherung klonen.

Stand-by-Replikat als schreibgeschützte Instanz verwenden

So verwenden Sie ein Stand-by-Replikat als schreibgeschützte Instanz:

1. Ändern Sie das Manifest des Datenbankclusters so, dass der Parameter enableStandbyAsReadReplica auf true gesetzt ist.

   spec:
     availability:
       enableStandbyAsReadReplica: true
   

2. Wenden Sie das Manifest noch einmal an.

3. Prüfen Sie, ob der schreibgeschützte Endpunkt im Feld status des DBCluster-Objekts angegeben ist:

   kubectl describe dbcluster -n NAMESPACE DB_CLUSTER_NAME

   Die folgende Beispielantwort zeigt den Endpunkt der schreibgeschützten Instanz:

     Status:
     [...]
     Primary:
       [...]
       Endpoints:
         Name: Read-Write
         Value: 10.128.0.81:5432
         Name: Read-Only
         Value: 10.128.0.82:5432