使用區域複製功能保護資料

本頁面說明 AlloyDB Omni 增強型可用性參考架構，該架構會在同一區域內部署一或多個資料庫副本，藉此提供高可用性，防範節點或可用區層級的故障。

用途

這項可用性參考架構適用於下列用途：

  • 需要較低 RTO 和 RPO 的重要業務應用程式。
  • 您想在其他可用區或節點部署副本，為資料庫提供高可用性，並防範執行個體、伺服器和可用區故障。
  • 您希望避免使用者錯誤和資料損毀 (使用備份)。

參考架構的運作方式

進階可用性是在標準可用性的基礎上，在區域內新增唯讀副本執行個體，啟用高可用性 (HA)，縮短復原時間目標 (RTO)。這種做法可讓交易變更串流至副本，進而縮短復原點目標 (RPO)。

AlloyDB Omni 的高可用性功能會使用至少兩個資料庫執行個體。其中一個執行個體會做為「主要資料庫」，支援讀取和寫入作業。其餘執行個體會做為唯讀副本，以唯讀模式運作。

以下是高可用性的重要概念：

  • 容錯移轉是指在非預期中斷期間，主要執行個體故障或無法使用，系統會啟用待命副本，接管主要 (讀寫) 模式。這項程序稱為「升級」。在這些情況下，當主要伺服器或資料庫恢復連線時，通常必須重建資料庫，然後將其做為備用資料庫。為提供高運作時間，系統設有機制，可自動進行容錯移轉。
  • 切換 (也稱為角色反轉) 是一種程序，用於在主要資料庫和其中一個待命資料庫之間切換模式，讓主要資料庫變成待命資料庫，待命資料庫變成主要資料庫。切換作業通常會以受控、流暢的方式進行，且可能因各種原因而啟動，例如允許停機時間和修補前一個主要資料庫。正常切換作業必須允許日後切換回來，而不必重新例項化新的待命執行個體，或重新設定複製作業的其他部分。

高可用性選項

在非 Kubernetes 部署作業中，請使用 Patroni 和 HAProxy。詳情請參閱「AlloyDB Omni for PostgreSQL 的高可用性架構」。

注意：Patroni 和 HAProxy 是非商業第三方工具，與 AlloyDB Omni 相容。

建議您至少要有兩個待命資料庫，這樣即使其中一個資料庫遺失，叢集的高可用性也不會受到影響。在該模式下，如果發生容錯移轉或節點的任何排定維護作業，您至少會有一組 HA 配對。

如要規劃 AlloyDB Omni 部署作業的大小和形狀，請參閱「規劃在 VM 上安裝 AlloyDB Omni」。

負載平衡器

另一個有助於順利切換和容錯移轉的重要機制是負載平衡器。

對於非 Kubernetes 部署，HAProxy 軟體提供負載平衡。HAProxy 會將網路流量分配到多部伺服器，提供負載平衡功能。HAProxy 也會執行健康狀態檢查，維護其連線後端伺服器的健康狀態。如果伺服器未通過健康狀態檢查，HAProxy 就會停止將流量傳送至該伺服器，直到伺服器再次通過健康狀態檢查為止。

高可用性

如果主要資料庫故障，部署在區域內的唯讀副本資料庫可提供高可用性。主要資料庫故障時，待命資料庫會升級為主要資料庫，應用程式則會繼續運作，幾乎或完全不會中斷。

一般來說，建議您每年或每半年定期進行切換檢查，確保所有依賴這些資料庫的應用程式仍能連線，並在適當的時間範圍內回應。

無論採用哪種部署類型，只要將其中一個待命唯讀副本，放在與主要資料庫不同的可用區，即可達到可用區層級的保護。

唯讀副本的另一項優點，是能將唯讀作業卸載至待命資料庫，這些資料庫可做為使用最新資料的報表資料庫。這種做法可減輕可讀寫主要執行個體的負載和負擔。

備份和高可用性設定

您可以在多個可用區設定唯讀備用資源，確保高可用性。雖然這類解決方案可提供低 RTO 和 RPO，但無法防範某些中斷情形，例如邏輯資料損毀 (例如意外捨棄資料表或資料更新錯誤)。因此，除了設定高可用性，也應定期備份。詳情請參閱標準可用性架構說明文件。

圖 1 顯示建議的高可用性設定，其中包含兩個可用區間中的兩個唯讀副本待命資料庫。

AlloyDB Omni 搭配備份和高可用性選項

圖 1. AlloyDB Omni 具備備份和高可用性選項。

如要避免主要執行個體故障時遺失資料，請務必以同步模式設定複寫功能。雖然這個方法可提供強大的資料保護，但所有修訂版本都必須寫入主要資料庫和所有同步的待命資料庫，因此可能會影響主要資料庫的效能。這項設定的關鍵在於，這些資料庫執行個體之間必須有低延遲網路連線。

非 Kubernetes 高可用性部署

非 Kubernetes 的獨立部署作業是手動設定，需要第三方工具，設定和維護作業比 Kubernetes 部署作業更複雜。

使用非 Kubernetes 部署作業時，某些參數會影響系統偵測容錯移轉的方式，以及主要執行個體無法使用後多久會發生容錯移轉。以下簡要說明這些參數：

  • Ttl：啟動容錯移轉前，取得主要資料庫鎖定的最長時間。預設值為 30 秒。
  • Loop_wait：重新檢查前要等待的時間長度。預設為 10 秒。
  • Retry_timeout：因網路故障而降級主要執行個體前的逾時時間。預設為 10 秒。

詳情請參閱「AlloyDB Omni for PostgreSQL 的高可用性架構」。

實作

選擇可用性參考架構時，請注意下列優點、限制和替代方案。

優點

  • 避免執行個體故障。
  • 防範伺服器故障。
  • 防範可用區故障。
  • RTO 遠低於標準可用性。

限制

  • 無法防範區域性災害。
  • 同步複製可能對主要執行個體效能造成影響。
  • 以同步模式設定 PostgreSQL WAL 串流，可在正常運作或一般容錯移轉期間，確保資料不會遺失 (RPO=0)。不過，這種方法無法防止特定雙重錯誤情況下的資料遺失，例如所有待命執行個體都遺失或無法從主要執行個體連線，且主要執行個體隨即重新啟動。

替代方案

後續步驟