Mit der rechenzentrumsübergreifenden Replikation arbeiten

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Auf dieser Seite wird beschrieben, wie Sie die rechenzentrumsübergreifende Replikation verwenden, indem Sie sekundäre Datenbankcluster in Kubernetes erstellen und damit arbeiten.

Eine konzeptionelle Übersicht über die rechenzentrumsübergreifende Replikation finden Sie unter Informationen zur rechenzentrumsübergreifenden Replikation.

Hinweise

  • Achten Sie darauf, dass Sie eine zuverlässige Netzwerkverbindung mit geringer Latenz zwischen den primären und sekundären Rechenzentren haben. Dies ist entscheidend für eine effektive replikationsübergreifende Datenzentrumsreplikation.
  • Installieren Sie die neueste Version des AlloyDB Omni-Operators, um AlloyDB Omni in einem Kubernetes-Cluster im primären Rechenzentrum und in einem Kubernetes-Cluster im sekundären Rechenzentrum bereitzustellen. Die datenzentrumübergreifende Replikation wird in AlloyDB Omni-Operatorversion 1.5.0 oder höher unterstützt.
  • Erstellen Sie einen AlloyDB Omni-Datenbankcluster im Kubernetes-Cluster im primären Rechenzentrum.
  • Achten Sie darauf, dass die primären und Standby-Datenbankserver in Ihrem primären Datenbankcluster über ausreichend Write-Ahead Logging-Speicherplatz (WAL) verfügen, um die für die Replikation in den sekundären Cluster erforderlichen WAL-Dateien aufzunehmen. Alle Daten, die noch nicht in den sekundären Cluster repliziert wurden, werden im primären Cluster als WAL-Dateien gespeichert. Je nach Verbindungsgeschwindigkeit zwischen dem primären und dem sekundären Cluster benötigen Sie dafür möglicherweise zusätzlichen Speicherplatz.

Sekundären Datenbankcluster erstellen

So erstellen Sie einen sekundären AlloyDB Omni-Datenbankcluster und aktivieren die Replikation von Ihrem primären Datenbankcluster:

  1. Achten Sie darauf, dass die externe Verbindung in Ihrem primären AlloyDB Omni-Datenbankcluster aktiviert ist. Wenn die externe Konnektivität nicht aktiviert ist, fügen Sie dem Abschnitt „spec“ des Datenbankclustermanifests Folgendes hinzu:

    ...
spec:
  ...
  allowExternalIncomingTraffic: true

  2. Wenn Sie die datenzentrenübergreifende Replikation mit einem primären Datenbankcluster verwenden möchten, für den Hochverfügbarkeit (HA) aktiviert ist, prüfen Sie, ob das Feld replayReplicationSlotsOnStandbys für den primären Datenbankcluster aktiviert ist:

    ...
spec:
  ...
  availability:
    ...
    replayReplicationSlotsOnStandbys: true

    Wenn Sie dieses Feld zusammen mit dem im nächsten Schritt erläuterten Feld logReplicationSlots aktivieren, wird der vom sekundären Datenbankcluster verwendete Replikations-Slot mit allen HA-Standby-Instanzen synchronisiert. Diese Konfiguration trägt dazu bei, dass die neue primäre HA-Instanz nach einem Failover oder Switchover alle Write-Ahead Logging-Dateien (WAL) beibehält, die noch nicht vom sekundären Datenbankcluster verwendet wurden. So kann die Replikation ohne Unterbrechung fortgesetzt werden.

  3. Wenn Sie die Replikation in Ihrem primären Datenbankcluster aktivieren möchten, wenden Sie ein Manifest, das dem folgenden ähnelt, auf Ihren Kubernetes-Cluster im primären Rechenzentrum an:

    apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: ha-rep-pw-DB_CLUSTER_NAME
  namespace: DB_CLUSTER_NAMESPACE
type: Opaque
data:
  rep-user-pw: "ENCODED_PASSWORD"
---
apiVersion: alloydbomni.dbadmin.goog/v1
kind: Replication
metadata:
  name: REPLICATION_NAME
  namespace: DB_CLUSTER_NAMESPACE
spec:
  dbcluster:
    name: DB_CLUSTER_NAME
  upstream:
    password:
      name: ha-rep-pw-DB_CLUSTER_NAME
    logReplicationSlot: true

    Ersetzen Sie Folgendes:

    • DB_CLUSTER_NAME: Der Name des Datenbankclusters, z. B. dbc-1.
    • ENCODED_PASSWORD: Das Passwort für den Datenbanknutzer, der für die Replikation aus sekundären Datenbanken verwendet werden soll, codiert als Base64-String, z. B. Q2hhbmdlTWUxMjM= for ChangeMe123. Der Standardwert ist alloydbreplica.
    • REPLICATION_NAME: Der Name der Replikation, z. B. replication-1.
    • LOG_REPLICATION_SLOT: Log-Replikationsslot-Daten in WAL-Dateien. Wenn Sie diese Option aktivieren möchten, legen Sie ihren Wert auf true fest. Der Standardwert ist false.

    Es wird empfohlen, die Option logReplicationSlot für den primären Datenbankcluster zu aktivieren, für den Hochverfügbarkeit (HA) aktiviert ist, damit die Replikation nach einem Failover oder Switchover fortgesetzt werden kann.

    Warten Sie, bis der Replikationsstatus „bereit“ lautet.

  4. Führen Sie den folgenden Befehl aus, um die Upstream-Verbindungsinformationen abzurufen, die zum Konfigurieren der Replikation im sekundären Datenbankcluster verwendet werden:

    kubectl get replication REPLICATION_NAME
kubectl get replication REPLICATION_NAME -o json | jq .status.upstream

    Die Beispielausgabe sieht dann ungefähr so aus:

      {
    "host": "35.230.32.36",
    "password": {
      "name": "ha-rep-pw-dbc-1"
    },
    "port": 5432,
    "replicationSlotName": "dbc_1_replication_1",
    "username": "alloydbreplica"
  }
  5. Notieren Sie sich die Ausgabe, da Sie sie im nächsten Schritt benötigen, um die Replikation im sekundären Datenbankcluster zu aktivieren.

  6. Erstellen Sie einen AlloyDB Omni-Cluster in Ihrem Kubernetes-Cluster im sekundären Rechenzentrum mit einer Konfiguration, die mit der Ihres primären Datenbankclusters identisch ist.

  7. Achten Sie darauf, dass die externe Konnektivität für Ihren sekundären AlloyDB Omni-Datenbankcluster aktiviert ist.

  8. Wenn die externe Konnektivität nicht aktiviert ist, fügen Sie dem Abschnitt „spec“ seines Manifests Folgendes hinzu:

    ...
spec:
  ...
  allowExternalIncomingTraffic: true
  9. Wenn Sie die Replikation für Ihren sekundären Datenbankcluster aktivieren möchten, wenden Sie ein Manifest, das dem folgenden ähnelt, auf Ihren Kubernetes-Cluster im sekundären Rechenzentrum an:

    apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: ha-rep-pw-SECONDARY_DB_CLUSTER_NAME
  namespace: SECONDARY_DB_CLUSTER_NAMESPACE
type: Opaque
data:
  rep-user-pw: "ENCODED_PASSWORD"
---
apiVersion: alloydbomni.dbadmin.goog/v1
kind: Replication
metadata:
  name: SECONDARY_REPLICATION_NAME
  namespace: SECONDARY_DB_CLUSTER_NAMESPACE
spec:
  dbcluster:
    name: SECONDARY_DB_CLUSTER_NAME
  downstream:
    host: PRIMARY_HOST
    port: PRIMARY_PORT
    username: alloydbreplica
    password:
      name: ha-rep-pw-SECONDARY_DB_CLUSTER_NAME
    replicationSlotName: PRIMARY_REPLICATION_SLOT
    control: setup

    Ersetzen Sie Folgendes:

    • SECONDARY_DB_CLUSTER_NAME: Der Name des sekundären Datenbankclusters, z. B. dbc-2.
    • ENCODED_PASSWORD: Das Passwort für den Datenbanknutzer, der für die Replikation des primären Datenbankclusters verwendet werden soll, codiert als Base64-String, z. B. Q2hhbmdlTWUxMjM= for ChangeMe123. Der Standardwert ist alloydbreplica.
    • SECONDARY_REPLICATION_NAME: Der Name der Replikation, z. B. „replication-2“.
    • PRIMARY_HOST: Der Verbindungsendpunkt des primären Datenbankclusters aus der Ausgabe in Schritt 3, auf den die sekundäre Datenbank für die Replikation zugreifen kann.
    • PRIMARY_PORT: Der Verbindungsport des primären Datenbankclusters aus der Ausgabe in Schritt 3, auf den die sekundäre Datenbank für die Replikation zugreifen kann.
    • PRIMARY_REPLICATION_SLOT: Der Name des Replikations-Slots im primären Datenbankcluster aus der Ausgabe in Schritt 3, den die sekundäre Datenbank für die Replikation verwenden kann.

Replikation im sekundären Datenbankcluster ansehen

Führen Sie die folgenden Befehle aus, um detaillierte Informationen zu einem sekundären AlloyDB Omni-Datenbankcluster und seinem Replikationsstatus aufzurufen:

kubectl get dbcluster SECONDARY_DB_CLUSTER_NAME
kubectl get replication SECONDARY_REPLICATION_NAME

Wenn der sekundäre Datenbankcluster erfolgreich eingerichtet wurde und die Streamingreplikation vom primären Datenbankcluster erfolgt, ist der Replikationsstatus sowohl „bereit“ als auch „fehlerfrei“.

Sekundären Datenbankcluster hochstufen

Bevor Sie einen sekundären Datenbankcluster hochstufen, führen Sie die folgenden Schritte aus, um zu prüfen, ob der sekundäre Datenbankcluster alle vom primären Datenbankcluster empfangenen Transaktionen angewendet hat:

  • Prüfen Sie den Replikationsstatus des sekundären Datenbankclusters, um sicherzustellen, dass er sowohl „bereit“ als auch „fehlerfrei“ ist.

    kubectl get replication SECONDARY_REPLICATION_NAME

  • Beenden Sie alle Schreibvorgänge in den primären Datenbankcluster. Führen Sie die folgende Abfrage für den primären Datenbankcluster aus, um die Replikationsverzögerung der sekundären Datenbank zu prüfen. Bestätigen Sie, dass das Ergebnis nur eine minimale Verzögerung aufweist.

    Ein Verzögerungswert von 0 ist ideal. Wenn die Verzögerung größer als 0 ist, können Sie den sekundären Datenbankcluster trotzdem hochstufen. Dabei besteht jedoch das Risiko, dass einige der letzten Transaktionen verloren gehen, die bereits im primären Datenbankcluster mit einem Commit übergeben wurden.

    psql -h PRIMARY_HOST -U postgres -d postgres -c 'SELECT application_name, pg_wal_lsn_diff(pg_current_wal_lsn(), replay_lsn) AS replay_lag FROM pg_stat_replication;'

Wenn Sie einen sekundären Datenbankcluster zu einem primären Datenbankcluster hochstufen möchten, aktualisieren Sie das Feld Steuerung des Replikationsmanifests des sekundären Datenbankclusters auf promote und wenden Sie es auf Ihren Kubernetes-Cluster im sekundären Rechenzentrum an.

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: ha-rep-pw-SECONDARY_DB_CLUSTER_NAME
  namespace: SECONDARY_DB_CLUSTER_NAMESPACE
type: Opaque
data:
  rep-user-pw: "ENCODED_PASSWORD"
---
apiVersion: alloydbomni.dbadmin.goog/v1
kind: Replication
metadata:
  name: SECONDARY_REPLICATION_NAME
  namespace: SECONDARY_DB_CLUSTER_NAMESPACE
spec:
  dbcluster:
    name: SECONDARY_DB_CLUSTER_NAME
  downstream:
    host: PRIMARY_HOST
    port: PRIMARY_PORT
    username: alloydbreplica
    password:
      name: ha-rep-pw-SECONDARY_DB_CLUSTER_NAME
    replicationSlotName: PRIMARY_REPLICATION_SLOT
    control: promote

Wechsel durchführen

Prüfen Sie, bevor Sie einen Wechsel durchführen, ob die primären und sekundären Datenbankcluster, die zu beiden Rechenzentren gehören, online sind und ob die Datenbankcluster in einem fehlerfreien Zustand sind.

Damit die Datenkonsistenz in Ihrem primären und sekundären Datenbankcluster während des Wechsels gewährleistet ist, führen Sie die folgenden Schritte aus, um zu prüfen, ob der sekundäre Datenbankcluster alle vom primären Datenbankcluster empfangenen Transaktionen angewendet hat:

  • Prüfen Sie den Replikationsstatus des sekundären Datenbankclusters, um sicherzustellen, dass er sowohl „bereit“ als auch „fehlerfrei“ ist.

    kubectl get replication SECONDARY_REPLICATION_NAME

  • Beenden Sie alle Schreibvorgänge in den primären Datenbankcluster. Führen Sie die folgende Abfrage für den primären Datenbankcluster aus, um die Replikationsverzögerung der sekundären Datenbank zu prüfen. Bestätigen Sie, dass das Ergebnis einen Verzögerungswert von 0 aufweist.

    psql -h PRIMARY_HOST -U postgres -d postgres -c 'SELECT application_name, pg_wal_lsn_diff(pg_current_wal_lsn(), replay_lsn) AS replay_lag FROM pg_stat_replication;'

So führen Sie einen Wechsel durch:

  1. Wenn Sie Ihren sekundären AlloyDB Omni-Datenbankcluster in einen primären Datenbankcluster umwandeln möchten, aktualisieren Sie sein Replikationsmanifest in Ihrem Kubernetes-Cluster im sekundären Rechenzentrum folgendermaßen:

    apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: ha-rep-pw-SECONDARY_DB_CLUSTER_NAME
  namespace: SECONDARY_DB_CLUSTER_NAMESPACE
type: Opaque
data:
  rep-user-pw: "ENCODED_PASSWORD"
---
apiVersion: alloydbomni.dbadmin.goog/v1
kind: Replication
metadata:
  name: SECONDARY_REPLICATION_NAME
  namespace: SECONDARY_DB_CLUSTER_NAMESPACE
spec:
  dbcluster:
    name: SECONDARY_DB_CLUSTER_NAME
  upstream:
    password:
      name: ha-rep-pw-SECONDARY_DB_CLUSTER_NAME

    Warten Sie, bis der Replikationsstatus „bereit“ lautet.

  2. Führen Sie den folgenden Befehl aus, um die Upstream-Verbindungsinformationen für die Replikation abzurufen:

    kubectl get replication SECONDARY_REPLICATION_NAME
kubectl get replication SECONDARY_REPLICATION_NAME -o json | jq .status.upstream

    Die Beispielausgabe sieht dann ungefähr so aus:

      {
    "host": "34.23.207.137",
    "password": {
      "name": "ha-rep-pw-dbc-2"
    },
    "port": 5432,
    "replicationSlotName": "dbc_2_replication_2",
    "username": "alloydbreplica"
  }

  3. Wenn Sie Ihren primären AlloyDB Omni-Datenbankcluster in einen sekundären Datenbankcluster umwandeln möchten, aktualisieren Sie sein Replikationsmanifest in Ihrem Kubernetes-Cluster im primären Rechenzentrum. Das Manifest sollte in etwa so aussehen:

    apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: ha-rep-pw-DB_CLUSTER_NAME
type: Opaque
data:
  rep-user-pw: "ENCODED_PASSWORD"
---
apiVersion: alloydbomni.dbadmin.goog/v1
kind: Replication
metadata:
  name: REPLICATION_NAME
spec:
  dbcluster:
    name: DB_CLUSTER_NAME
  downstream:
    host: SECONDARY_HOST
    port: SECONDARY_PORT
    username: alloydbreplica
    password:
      name: ha-rep-pw-DB_CLUSTER_NAME
    replicationSlotName: SECONDARY_REPLICATION_SLOT
    control: rewind

    Warten Sie, bis der Replikationsstatus „bereit“ und „fehlerfrei“ ist.

  4. So prüfen Sie den Replikationsstatus:

    kubectl get replication REPLICATION_NAME