AlloyDB Omni proporciona una plataforma de orquestación para implementar y administrar AlloyDB Omni en entornos que no son de Kubernetes, por ejemplo, en Red Hat Enterprise Linux (RHEL) y sistemas compatibles que usan paquetes de Red Hat Package Manager (RPM). La opción de implementación del orquestador de RPM extiende la flexibilidad y la automatización similares a las de la nube a la infraestructura local y de máquina virtual (VM).
AlloyDB Omni con el orquestador de RPM permite que las empresas instalen, configuren y administren instancias de AlloyDB Omni con paquetes de RPM estándar. Este enfoque es compatible con las organizaciones que tienen inversiones significativas en infraestructura de VM y prácticas operativas establecidas basadas en herramientas de automatización, por ejemplo, Ansible. La opción de implementación del orquestador de RPM se ejecuta directamente en VMs de Linux o servidores de metal desnudo sin necesidad de una capa de contenedorización como Docker o un sistema de organización como Kubernetes.
Casos de uso
La opción de implementación del orquestador de RPM admite los siguientes casos de uso:
| Caso de uso | Descripción |
|---|---|
| Empresas con infraestructura de VM | Es compatible con empresas en las que Kubernetes no es estándar o con entornos en contenedores con dependencias de aplicaciones que prefieren implementaciones estándar de VM o de hardware físico. |
| Operaciones simplificadas | Automatiza la implementación, la configuración y la administración del ciclo de vida de la base de datos con herramientas conocidas, por ejemplo, Ansible. |
| Alta disponibilidad (HA) y recuperación ante desastres (DR) | Configura clústeres de AlloyDB Omni resilientes con mecanismos automatizados de conmutación por error y recuperación. |
| Entornos híbridos | Garantiza operaciones de bases de datos coherentes en los centros de datos locales y las VMs de la nube. |
| Integración de sistemas heredados | Se integra con aplicaciones y sistemas existentes diseñados para entornos no alojados en contenedores. |
Beneficios
Los beneficios de la opción de implementación del orquestador de RPM incluyen lo siguiente:
- Implementación rápida: Automatiza todo el ciclo de vida, desde el aprovisionamiento hasta la verificación, lo que reduce significativamente el tiempo y la complejidad de configurar clústeres de AlloyDB Omni.
- Integración perfecta: Se integra de forma nativa con la administración de paquetes estándar de Linux (RPM) y los frameworks de automatización populares, por ejemplo, Ansible, lo que permite que los equipos usen las habilidades existentes y las integraciones de herramientas.
- Experiencia coherente: Proporciona una experiencia del usuario y un conjunto de funciones para la administración y las operaciones comparables con el operador de Kubernetes de AlloyDB Omni, lo que brinda coherencia en los diferentes modelos de implementación.
- Alta disponibilidad (HA) y recuperación ante desastres (DR) de nivel empresarial: Admite configuraciones flexibles para la alta disponibilidad y la recuperación ante desastres para satisfacer las necesidades de continuidad empresarial.
- Seguridad sólida: Facilita la implementación de estrategias de seguridad multifacéticas, como la administración de usuarios, la seguridad de la red con certificados (SSL) y la integración con sistemas, por ejemplo, Microsoft Active Directory.
- Administración centralizada: Usa el servicio de AlloyDB Omni para proporcionar un plano de control unificado para administrar AlloyDB Omni en VMs.
- Observabilidad y auditoría: Permite la integración con servidores de registro externos (por ejemplo, Elastic Stack) a través de rsyslog para la administración, la supervisión y la auditoría de registros centralizadas.
- Protección de datos: Incluye funciones para simplificar las configuraciones y estrategias de copias de seguridad y restablecimiento.
- Agrupación de conexiones: Admite la implementación de PgBouncer para optimizar las conexiones de bases de datos y mejorar el rendimiento.
- Administración de flotas: Te permite administrar varios clústeres de AlloyDB Omni a gran escala.
Arquitectura
AlloyDB Omni define una jerarquía de componentes que proporciona flexibilidad. Esta flexibilidad te ayuda a maximizar la disponibilidad de los datos y optimizar el rendimiento y la capacidad de procesamiento de las consultas. Este enfoque te permite supervisar tu implementación de AlloyDB Omni y ajustar su escala y tamaño para que se adapten a tus cargas de trabajo.
En la siguiente figura, se muestra la taxonomía de la implementación de AlloyDB Omni en un entorno de VM o de hardware bare metal.
Figura 1. Topología de implementación de la VM de AlloyDB Omni
El recurso de nivel superior en la jerarquía es una implementación de AlloyDB Omni que incluye un clúster principal y uno o más clústeres secundarios. Un clúster de AlloyDB Omni tiene una o más instancias, que son una abstracción de los recursos de procesamiento a los que se conectan los usuarios. El clúster incluye una instancia principal (lectura y escritura) y una o más instancias de grupo de lectura opcionales (solo lectura). Cada instancia tiene su propio extremo de acceso. De manera opcional, puedes configurar una instancia principal con un solo nodo para la implementación independiente o varios nodos para la implementación de alta disponibilidad. Todos los nodos tienen AlloyDB Omni y otros componentes relacionados implementados con los paquetes de software.
La instancia principal contiene un nodo activo (de lectura y escritura) diseñado para controlar cargas de trabajo transaccionales. Para los clústeres de bases de datos que superen las pruebas, los experimentos y el desarrollo básicos, configura la alta disponibilidad con nodos en espera adicionales. Para evitar la pérdida de datos (RPO=0) en caso de una falla que provoque la pérdida de disponibilidad de un nodo principal que procese transacciones de lectura y escritura, configura el modo de replicación sincronizada del nodo en espera. El RPO se define como objetivo de punto de recuperación.
Componentes
La opción de implementación del orquestador de RPM incluye un conjunto de componentes de software, cada uno instalado como paquetes RPM o Debian, para una implementación de AlloyDB Omni de pila completa y alta disponibilidad. La arquitectura de referencia se basa en estos componentes para las operaciones de la base de datos.
| Componente | Descripción |
|---|---|
| Organizador | La orquestación de AlloyDB Omni proporciona interfaces de línea de comandos y de Ansible para ayudarte a implementar y administrar uno o más clústeres de AlloyDB Omni en un entorno distribuido. |
| alloydbomni | El núcleo de AlloyDB Omni incluye funciones de PostgreSQL y de piloto automático para mejorar el rendimiento y las capacidades que admiten cargas de trabajo modernas, por ejemplo, el procesamiento analítico en línea (OLAP) y la IA generativa. |
| alloydbomni_monitor | El monitor de AlloyDB Omni te permite extraer métricas de AlloyDB Omni. |
| etcd | etcd proporciona un sistema de configuración distribuido que el administrador de clústeres usa para almacenar información de configuración y estado de PostgreSQL. |
| Administrador de clúster | El plano de control central coordina las operaciones en todo el clúster. Esto incluye el inicio del clúster, la administración de la alta disponibilidad, el control de la conmutación por error, la coordinación de las actualizaciones y la exposición de interfaces para las herramientas de automatización, por ejemplo, Ansible y la utilidad de línea de comandos alloydbctl. |
| Administrador de nodos | Es un agente que se ejecuta en cada nodo del clúster de AlloyDB Omni. Interactúa con el administrador de clústeres para ejecutar tareas en el nodo, por ejemplo, instalar y configurar AlloyDB Omni, administrar el ciclo de vida del servicio de base de datos (inicio y detención), supervisar el estado del nodo y recopilar registros y métricas. |
| HAProxy | HAProxy funciona como un balanceador de cargas para las implementaciones de AlloyDB Omni. Expone los extremos de lectura y escritura, y de solo lectura. Funciona con el administrador de clústeres para redireccionar el tráfico a los nodos activos adecuados. |
| keepalived | Keepalived puede proporcionar alta disponibilidad para los nodos participantes, por ejemplo, HAProxy, con una dirección IP virtual flotante. |
| PgBouncer | PgBouncer es un agrupador de conexiones liviano para bases de datos de PostgreSQL. |
| pgBackRest | pgBackRest es una herramienta de copia de seguridad y restablecimiento de código abierto diseñada para PostgreSQL. |
Esta arquitectura te permite ejecutar y operar AlloyDB Omni de manera eficiente en tu entorno de VM de Linux existente, combinando AlloyDB Omni con la familiaridad de sus prácticas operativas establecidas.
Requisitos del sistema
Los requisitos del sistema para la pila de implementación de AlloyDB Omni incluyen un conjunto de máquinas virtuales preconfiguradas para ejecutar varios componentes. Cada máquina virtual de AlloyDB Omni debe tener un disco de datos adjunto configurado con el sistema de archivos ext4/xfs. El tamaño del disco se estima a partir del tamaño de los datos. Las características de rendimiento del almacenamiento afectan el rendimiento de AlloyDB Omni. En la siguiente tabla, se proporcionan las configuraciones de CPU y memoria mínimas y recomendadas para las VMs.
| Tipo de VM | Hardware y sistema operativo (SO) mínimos | SO y hardware recomendados |
|---|---|---|
| Nodo del controlador |
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| Nodos del balanceador de cargas |
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| AlloyDB Omni (independiente) |
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| AlloyDB Omni (alta disponibilidad) |
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| Nodo del repositorio de copias de seguridad |
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Arquitectura de referencia de implementación de HA
La arquitectura de alta disponibilidad proporciona mayor protección contra el tiempo de inactividad a nivel de datos en comparación con las configuraciones de bases de datos de nodo único. Esta configuración de arquitectura de referencia usa una configuración de tres nodos con un nodo como activo principal y otros nodos como servidores en espera replicados de transmisión síncrona, implementados en zonas separadas. Si falla un nodo principal, uno de los nodos en espera asume el rol de principal para controlar las consultas del cliente.
El componente del administrador de clústeres en la pila de software realiza la configuración del clúster. El administrador de clústeres también supervisa el servidor de AlloyDB Omni y elige el nuevo servidor principal con la ayuda de un sistema de configuración distribuido, por ejemplo, etcd. Las empresas utilizan el RPO y el RTO (objetivo de tiempo de recuperación) como las medidas clave de disponibilidad. La configuración de la arquitectura de HA ofrece un RPO y un RTO casi nulos para las fallas a nivel de la zona.
Un nodo adicional implementa un balanceador de cargas basado en HAProxy, con extremos adicionales configurados para cargas de trabajo de solo lectura. HAProxy funciona con el administrador de clústeres para supervisar el nodo activo actual y cambiar al nuevo nodo activo si se produce una conmutación por error. Los clientes se conectan al nodo de HAProxy para realizar operaciones en la base de datos. En la siguiente imagen, se muestra esta arquitectura de implementación de HA.
Fig. 2: Arquitectura de implementación de HA
Organizador de RPM
AlloyDB Omni con el orquestador de RPM proporciona una plataforma de automatización y un plano de control para instalar, configurar y administrar clústeres de bases de datos de AlloyDB Omni en un conjunto de VMs o servidores de metal desnudo. Esto incluye varias configuraciones de arquitectura de referencia, por ejemplo, alta disponibilidad (HA) independiente, resiliente y escalable.
El administrador de clústeres de AlloyDB Omni proporciona el plano de control. Este componente es el servicio principal que automatiza la administración y la alta disponibilidad del clúster de AlloyDB Omni para ayudar a controlar el ciclo de vida integral de un clúster de AlloyDB Omni. El plano de control en sí tiene alta disponibilidad y controla varias situaciones de falla.
La opción de implementación del orquestador de RPM es la interfaz remota para comunicarse con el servicio del administrador de clústeres de AlloyDB Omni. El orquestador se ejecuta en un nodo dedicado, llamado nodo de control. Desde este nodo, puedes administrar uno o más clústeres de forma remota a través de un canal seguro. Para garantizar la compatibilidad con tu entorno, hay varios orquestadores de AlloyDB Omni disponibles. Elige un orquestador que sea adecuado para tus necesidades de automatización.
- CLI del orquestador de AlloyDB Omni (disponible como RPM): Se recomienda para entornos que usan secuencias de comandos de shell para automatizar la implementación y la administración de clústeres.
- Orquestador de RPM de Ansible (disponible como colección de Ansible): Se recomienda para los entornos que usan la automatización integrada basada en Ansible y están listos para extenderla con llamadas a roles adicionales de Ansible. Se proporcionan ejemplos de guías de Ansible para permitir una integración sencilla con las guías de Ansible existentes.
El orquestador de AlloyDB Omni facilita las siguientes operaciones relacionadas con el clúster de AlloyDB Omni. El orquestador basado en Ansible proporciona roles de Ansible para cada una de estas operaciones. La línea de comandos proporciona un conjunto de comandos que se invocan con un símbolo del sistema o secuencias de comandos de shell.
Installation: Instala varios componentes del clúster en los nodos respectivos.Bootstrap: Configura y arranca todos los componentes según sus especificaciones.Update: Actualiza los recursos para versiones más recientes o configuraciones actualizadas.Status: Obtén el estado de todos los componentes o servicios del clúster.List: Obtén una lista de los recursos disponibles implementados en el clúster.Delete: Borra recursos del clúster.
Los orquestadores toman un conjunto de especificaciones como entrada en formato YAML.
- Especificación de Deployment: Es igual que el formato de inventario de Ansible que define la topología del clúster de VM. Contiene varios grupos de VM, por ejemplo, los siguientes, junto con sus configuraciones.
primary_instance_nodes: Nodos dedicados a los servidores de bases de datos de AlloyDB Omni.cluster_manager_nodes: Opcional Nodos que ejecutan servidores del administrador de clústeres de AlloyDB Omni. Si no existen nodos de administrador de clúster dedicados, puedes implementar el administrador de clúster enprimary_instance_nodes.etcd_nodes: El administrador del clúster almacena metadatos en etcd. etcd puede ejecutarse en los mismos nodos que los nodos del administrador del clúster si no se especifica de forma explícita.load_balancer_nodes: Son nodos adicionales dedicados a un balanceador de cargas basado en HAProxy.
- Especificación de recursos: Un clúster consta de uno o más recursos de clúster que se implementarán y administrarán, por ejemplo, clústeres de bases de datos y agrupadores de conexiones. La especificación del recurso está en formato YAML y describe los recursos que se implementarán en el clúster.
Limitaciones
- La versión preliminar solo admite lo siguiente:
- AlloyDB Omni PostgreSQL 18
- Paquetes de software compatibles con la versión 9 de RHEL
- Plataforma Intel x86 de 64 bits
- No se admiten las actualizaciones de versiones principales.
- No se incluyen instrucciones para configurar instancias de recuperación ante desastres y grupos de lectura.
- La supervisión de AlloyDB Omni no admite conexiones SSL. Debes implementar los servidores de tu panel de supervisión en la misma red privada que los nodos de AlloyDB Omni.
- AlloyDB Omni supone que SELinux, cuando está presente, se configura en el host para que sea permisivo, incluido el acceso al sistema de archivos.
¿Qué sigue?
- Elige una opción de descarga e instalación de AlloyDB Omni.
- Instala el orquestador de AlloyDB Omni.