Übersicht über die Verwendung von AlloyDB Omni mit Containern

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AlloyDB Omni mit Containern ist ein herunterladbares Datenbanksoftwarepaket, das eine optimierte Version von AlloyDB for PostgreSQL für die Bereitstellung in einer eigenständigen Instanz in Ihrer Umgebung bietet. AlloyDB Omni verwendet zwar dieselben Kernkomponenten wie der vollständig verwaltete Dienst AlloyDB for PostgreSQL in Google Cloud, aber die Standardschnittstelle des Dateisystems, die von PostgreSQL verwendet wird, im Gegensatz zur cloudnativen Speicherebene von AlloyDB for PostgreSQL.

Die Containerbereitstellungsoption ist wie eine hochgradig optimierte, selbstverwaltende PostgreSQL-Datenbank, die die Leistungs- und KI-Funktionen von Google Cloudin Ihre lokale oder private Cloud-Infrastruktur bringt und Flexibilität und leistungsstarke Funktionen bietet, ohne dass eine vollständige öffentliche Cloud erforderlich ist.

Anwendungsfälle

Die Containerbereitstellungsoption eignet sich am besten für die folgenden Anwendungsfälle:

  • Einzelinstanzdatenbank: Sie benötigen nur eine Einzelinstanzdatenbank. Sie benötigen keine Funktionen wie Hochverfügbarkeit und Notfallwiederherstellung.
  • Entwicklung und Tests: Die Containerbereitstellungsoption eignet sich gut, um AlloyDB Omni auf Ihrem Laptop oder in einer Testumgebung einzurichten, einschließlich Leistungstests.
  • Nicht-Kubernetes-Umgebungen: Wenn Ihre Infrastruktur Kubernetes nicht verwendet oder die Komplexität eines Container-Orchestrators nicht erforderlich ist.
  • Offlinevorgänge: Für Anwendungen, die auch dann funktionieren müssen, wenn keine Internetverbindung besteht.
  • Anforderungen an niedrige Latenz: Wenn Sie die Datenbank geografisch in der Nähe Ihrer Nutzer platzieren müssen, um die schnellstmöglichen Antwortzeiten zu gewährleisten.

Sie können auch Cluster mit aktivierter transparenter Datenverschlüsselung (Transparent Data Encryption, TDE) erstellen, mit denen Sie alle inaktiven Daten in Ihren AlloyDB Omni-Clustern sichern können, ohne Ihren Anwendungscode zu ändern. Wenn Sie diese Funktion aktivieren, werden alle wichtigen ruhenden Daten automatisch verschlüsselt, bevor sie auf ein Laufwerk geschrieben werden. So können Sie Complianceanforderungen erfüllen und vertrauliche Informationen schützen.

Wichtige Funktionen und Leistung

AlloyDB Omni bietet einen PostgreSQL-kompatiblen Datenbankserver. Es bietet Unterstützung für AlloyDB AI, sodass Sie mit Betriebsdaten generative KI-Anwendungen auf Unternehmensniveau erstellen können, die in das KI-Ökosystem von Google Cloud eingebunden sind.

Wichtige Autopilot-Funktionen von AlloyDB for PostgreSQL sind ebenfalls vorhanden, sodass AlloyDB Omni sich selbst verwalten und optimieren kann. Dazu gehört die automatische Speicherverwaltung, die den Speicherverbrauch kontinuierlich überwacht und optimiert und die Größe des gemeinsamen Zwischenspeichercaches dynamisch an die Speicherauslastung anpasst. Standardmäßig wird ein oberes Limit von 80% des Systemspeichers festgelegt und 10% werden für den Cache des gemeinsamen Zwischenspeichers zugewiesen. Eine weitere Autopilot-Funktion ist die adaptive automatische Bereinigung. Sie analysiert Datenbankarbeitslasten und passt die Häufigkeit und Intensität der Bereinigung automatisch an, um die Spitzenleistung ohne Störungen aufrechtzuerhalten. Ein Indexberater analysiert auch häufig ausgeführte Abfragen und empfiehlt neue Indexe für eine bessere Abfrageleistung.

Zur Beschleunigung analytischer Abfragen bietet AlloyDB Omni eine spaltenbasierte Engine. Diese Engine speichert häufig abgefragte Daten in einem speicherinternen Spaltenformat, was die Leistung von Business Intelligence, Berichten sowie Arbeitslasten von hybriden transaktionsorientierten und analytischen Verarbeitungen (HTAP) erheblich verbessert. Unsere Leistungstests zeigen, dass Transaktionsarbeitslasten in AlloyDB Omni mehr als doppelt so schnell und analytische Abfragen bis zu 100-mal schneller sind als in Standard-PostgreSQL.

Funktionsweise

Die Containerbereitstellungsoption wird in einem Docker-Container ausgeführt, den Sie in Ihrer eigenen Umgebung installieren, z. B. auf einem Linux-System mit SSD-Speicher und mindestens 8 GB Arbeitsspeicher pro CPU. Ihre Anwendungen stellen eine Verbindung zu AlloyDB Omni her und kommunizieren mit AlloyDB Omni wie mit einem Standard-PostgreSQL-Datenbankserver. Die Nutzerzugriffssteuerung basiert auf PostgreSQL-Standards. Die Konfiguration des Datenbankverhaltens, vom Logging bis zur spaltenbasierten Engine, wird über Datenbank-Flags verwaltet.

Die containerisierte Verteilung bietet Vorteile wie transparente Abhängigkeitsverwaltung, Portabilität über Umgebungen hinweg, Sicherheitsisolation, Ressourcenverwaltung sowie nahtloses Patchen und Upgraden.

Architektur

Die Containerbereitstellungsoption umfasst PostgreSQL-Komponenten mit AlloyDB for PostgreSQL-Erweiterungen und dedizierten AlloyDB for PostgreSQL-Komponenten.

  • Datenbank-Engine: Übersetzt Clientabfragen in ausführbare Pläne, sucht die erforderlichen Daten, führt Filterung, Sortierung und Aggregation durch und gibt Ergebnisse zurück. Ziel ist es, Abfragen mit minimalen Ressourcen zu beantworten, wobei der Schwerpunkt auf guten Datenmodellen und Abfragedesigns liegt.
  • Datenspeicherung: Daten werden im zugrunde liegenden Dateisystem in Seiten mit fester Größe gespeichert. AlloyDB Omni prüft beim Zugriff auf Daten zuerst den Zwischenspeicherpool. Wenn die Daten nicht gefunden werden, werden sie aus dem Dateisystem gelesen. Die Maximierung der Zwischenspeicherpoolgröße ist entscheidend für die Leistung. AlloyDB Omni verwendet eine dynamische Speicherverwaltung, sodass der Zwischenspeicherpool innerhalb der konfigurierten Grenzen dynamisch vergrößert und verkleinert werden kann. Eine manuelle Anpassung der Größe ist nicht erforderlich.
  • Ressourcenverwaltung: Die Abfrageverarbeitung erfordert CPU, Arbeitsspeicher, E/A, Netzwerk und Synchronisierungsprimitive. Die Überwachung der CPU-Auslastung (Ziel: ca. 70% im stabilen Zustand) und der IOPS ist wichtig, um Engpässe zu vermeiden. Wenn Sie die Anzahl der Lese- und Schreibvorgänge im Speicher minimieren, indem Sie die Daten im Pufferpool maximieren, können Sie IOPS-Limits vermeiden.
  • KI/ML-Worker: In einer VM-Umgebung bietet der KI/ML-Hintergrund-Worker alle Funktionen, die zum Aufrufen von Vertex AI-Modellen direkt aus der Datenbank erforderlich sind. Er wird als omni ml worker-Prozess ausgeführt.

Datensicherung und Wiederherstellung im Notfall

Die Containerbereitstellungsoption bietet ein kontinuierliches Sicherungs- und Wiederherstellungssystem, mit dem ein neuer Datenbankcluster zu einem beliebigen Zeitpunkt innerhalb eines anpassbaren Aufbewahrungszeitraums erstellt werden kann. Außerdem können vollständige Sicherungen der Daten Ihres Datenbankclusters bei Bedarf oder nach einem Zeitplan erstellt und gespeichert werden, um die Wiederherstellung in einem AlloyDB Omni-Cluster zu ermöglichen.

Für die Notfallwiederherstellung kann eine rechenzentrumsübergreifende Replikation erreicht werden, indem sekundäre Datenbankcluster in separaten Rechenzentren erstellt werden. AlloyDB Omni streamt Daten asynchron von einem primären zu sekundären Clustern. Ein sekundärer Cluster kann bei Bedarf zu einem primären Cluster hochgestuft werden.

Wenn Sie auf die vollständig verwalteten Skalierungs-, Sicherheits- und Verfügbarkeitsfunktionen von AlloyDB for PostgreSQL upgraden möchten, können Sie Ihre AlloyDB Omni-Daten in einen AlloyDB for PostgreSQL-Cluster migrieren.

Nächste Schritte