Развёртывание PostgreSQL-кластера с балансировщиком запросов и мониторингом в Kubernetes

Kubernetes - это платформа оркестровки контейнеров с открытым исходным кодом для автоматизации развертывания, масштабирования и управления контейнерами приложений. В настоящее время все больше и больше приложений развертываются в контейнерах на Kubernetes.

Есть несколько решений для запуска кластера PostgreSQL на Kubernetes. Однако эти решения не предусматривают балансировку нагрузки. В этом выступлении я покажу вам, как объединить PostgreSQL-оператор с Pgpool-II для развертывания в Kubernetes кластера PostgreSQL с возможностью балансировки нагрузки.

Мониторинг - очень важная часть для любого реального продакшна. Хотя Kubernetes предоставляет базовый способ мониторинга состояния кластера PostgreSQL, этого недостаточно для управления кластером PostgreSQL в продакшне. Важным улучшением версии Pgpool-II 4.2 является возможность вывода более полезной статистики кластера PostgreSQL. В этом докладе я объясню, как отслеживать и визуализировать статистику кластера PostgreSQL в Prometheus для расширенного мониторинга кластера.

Автоматическое тестирование изменений БД (DDL, DML)

В высоконагруженном проекте любое изменение несёт в себе заметные риски сбоя или деградации производительности. Мы видим, как растёт сложность систем, количество серверов БД, релизов в неделю, автоматизация всего и вся в CI/CD pipelines, контейнерах, Kubernetes.

Но вот когда речь заходит о тестировании изменений в БД — от банального добавления индекса до сложных, почти «хирургических» операций вроде замены в первичного ключа int4 на int8 в многотерабайтной таблице под нагрузкой — тут налицо отставание технологий и методологий. В лучшем случае изменения проверяются визуально, и тут уж всё зависит от опыта и усталости проверяющего.

В докладе мы расскажем как мы (Postgres.ai) закрываем этот вопрос с помощью нашего решения Database Lab:

• моментальная выдача независимых тонких клонов для многотерабайтных БД, готовых к проверкам,
• интеграция в существующие CI/CD-инструменты и рабочий процесс,
• сбор метрик, наиболее важных для принятия решения об одобрении/отклонении изменения (и даже автоматическое отклонения совсем опасных действий).

Консенсус, Postgres, Мультимастер

Postgres Pro Multimaster - это расширение Postgres (и набор патчей для ядра), обеспечивающее высокую доступность (HA) со строгой согласованностью и масштабируемостью чтения. Он образует симметричный кластер без общего доступа, синхронно реплицирующий данные и автоматически выполняющий аварийное восстановление. В течение последнего года мы приложили значительные усилия, чтобы убедиться и доказать, что согласованность сохраняется во всех сценариях. Новая версия, которая будет выпущена как часть Postgres Pro Enterprise 13, использует алгоритм Paxos для определения результата транзакции и оригинальный протокол, управляющий процессом восстановления; мы использовали TLA+ и TLC model checker для проверки его правильности. Я расскажу, как все это работает и почему в некоторых случаях multimaster может быть привлекательной альтернативой традиционным HA решениям на основе потоковой репликации.

Multimaster теперь имеет открытый исходный код и доступен по адресу: https://github.com/postgrespro/mmts

Чтобы сделать доклад менее узкоспециализированным и более привлекательным для широкой аудитории, в первой части я расскажу о том, как в целом современные СУБД (в основном так называемые NewSQL СУБД) обеспечивают отказоустойчивость. В частности, я остановлюсь на следующих моментах:

что такое строго согласованная СУБД и какие накладные расходы с этим связаны; что такое распределённый консенсус, Paxos, Raft; как они здесь помогают?

Я не буду пытаться объяснять какие-либо алгоритмы построчно; это едва ли осмысленно с учетом ограничений по времени, и на эту тему есть много полезной литературы. Цель здесь скорее в том чтобы познакомить с областью и задать в ней ориентиры.

Новое развитие LUI (Live Universal Interface) - LUI4ORA2PG, инструмент миграции

В докладе будет рассказано о новом инструменте миграции прикладных систем из среды Oracle в среду Postgres. Инструмент разработан на основе средства ora2pg (Gill Darold) и отечественного средства разработки приложений LUI. О LUI делались доклады на конференциях в 2019-м и 2020-м годах:

• https://pgconf.ru/2019/118109
• https://pgconf.ru/2020/262456