PGConf.Russia 2024

Поговорим о консистентности в распределенных системах с точки зрения СУБД, распределенной системы и распределенной СУБД. Рассмотрим иерархию уровней согласованности, в т.ч. с точки зрения допустимых аномалий. Рассмотрим и сравним гарантии согласованности данных, предоставляемые различными решениями на базе PostgreSQL включая Shardman от Postgres Pro. Рассмотрим архитектуру Shardman с точки зрения возможных аномалий и наши способы от этих аномалий избавиться. Расскажем о том, как мы в Shardman верифицируем гарантии консистентности с помощью jepsen-тестирования.

Требования к безопасности данных постоянно растут, и многие пользователи сегодня ищут способ ограничить доступ администраторов СУБД к конфиденциальным данным. Стандартным подходом в форках PostgreSQL является наложение дополнительных ограничений на postgres/superuser. Мы в Postgres Pro использовали принципиально другой подход.

Инструмент Ora2PgCopy представленный на PgConf.Russia-2023 (https://pgconf.ru/talk/1589503) получил новое развитие и дополнен новым средством для инкрементальной миграции данных Ora2PgSync. В докладе рассматриваются следующие стадии процесса переноса данных большой БД: - многопоточная миграция данных (в том числе со сжатием при передаче по медленной сети) - создание индексов и ограничений целостности - инкрементальная миграция изменений данных после переноса основного объёма. Особое внимание уделяется обработке нештатных ситуаций с целью предотвращения полного повторения сценария миграции данных. Представлено несколько способов обеспечения равномерного и полного использования вычислительных ресурсов в течение всего времени отведённого на перенос БД. Обсуждаются проблемы инкрементальной синхронизации БД Oracle и PostgreSQL: - Почему надо анализировать все транзакции в Oracle, а не только зафиксированные - Что происходит, когда в Oracle один оператор delete удаляет 1млн. строк.

Данный доклад представляет собой описание концепции и прототипа кластера СУБД, работающего по принципу Master-Master. Проблема синхронизации данных в таких системах ни в одном тиражном решении до сих пор не решена, поэтому масштабирование для OLTP-систем, где транзакционная нагрузка сильно превалирует над аналитической, решается до сих пор только усилением аппаратной части – добавить ядер/процессоров, добавить памяти, что зачастую бывает не самым рациональным решением. Напомню, что задача распределения аналитической нагрузки решается относительно просто с помощью создания дополнительных реплик и перенаправления запросов на чтение вне транзакций на другие реплики. В случае же транзакционной нагрузки, если применять аналогичный подход, возникают коллизии, например, типа «писатель-писатель», которые, если их не учитывать, могут привести к неверным данным в транзакциях. Концепция кластера распределённых вычислений на первый взгляд звучит просто: «Все запросы на изменение данных выполняются мгновенно на всех нодах (серверах кластера), а чтение выполняется локально». Специальный прокси-агент распарсивает запросы, и выполняет запросы на чтение локально, а запросы на изменение перенаправляются параллельно и асинхронно на все остальные ноды кластера. Все изменения выполняются в системе зеркальных распределённых транзакций , которыми управляет координатор распределённых транзакций. Несмотря на простоту концепции и формулировки, возникает множество технических проблем, которые нигде ранее не были решены. В случае высокого параллелизма и конкуренции ресурсов порядок запросов на разных серверах может изменяться, что, в свою очередь, может приводить к изменению состава данных и к распределенным взаимоблокировкам. Также возникают сложности с падением линейной скорости примитивных операций. И, не решив проблемы оптимизации, данное решение сразу не подойдет для большинства систем. Одними из целевых показателей промышленного решения будет являться подключение до 20-и серверов в кластер с линейной просадкой времени операций не более чем на 10 % .

В докладе будут рассмотрены эти и другие проблемы распределено-вычислительного кластера. В том числе, представлены примеры системы, для которых это будет максимально эффективным решением, а также описание архитектуры и демонстрация прототипа.