AlloyDB Omni for Containers 概览

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AlloyDB Omni for Containers 是一个可下载的数据库软件包，提供简化版的 AlloyDB for PostgreSQL，可部署在您环境中的独立实例中。虽然与 Google Cloud上的全托管式 AlloyDB for PostgreSQL 服务共享核心组件，但 AlloyDB Omni 使用 PostgreSQL 所用的标准文件系统接口，而不是 AlloyDB for PostgreSQL 的云原生存储层。

AlloyDB Omni for Containers 就像一个高度优化、可自行管理的 PostgreSQL 数据库，可将 Google Cloud的性能和 AI 功能引入您的本地或私有云基础架构，提供灵活性和强大的功能，而无需完全依赖公有云。

AlloyDB Omni for Containers 应用场景

AlloyDB Omni for Containers 最适合以下使用场景：

  • 单实例数据库：您只需要一个单实例数据库。您不需要高可用性和灾难恢复等功能。
  • 开发和测试：AlloyDB Omni（容器版）非常适合在笔记本电脑上或测试环境中设置 AlloyDB Omni，包括性能测试。
  • 非 Kubernetes 环境：当您的基础架构不使用 Kubernetes 或不需要容器编排系统的复杂性时。
  • 离线操作：对于即使在断网时也必须继续运行的应用。
  • 低延迟要求：当您需要将数据库放置在地理位置上靠近用户的位置，以确保尽可能快的响应时间时。

主要特性和性能

AlloyDB Omni 提供与 PostgreSQL 兼容的数据库服务器。 它包含对 AlloyDB AI 的支持，可使用运营数据创建企业级生成式 AI 应用，并集成到 Google Cloud AI 生态系统中。

AlloyDB for PostgreSQL 的关键 Autopilot 功能也已集成，让 AlloyDB Omni 能够自行管理和自行调优。这包括自动内存管理，该功能会持续监控并优化内存消耗，并根据内存压力动态调整共享缓冲区缓存大小。默认情况下，它会将上限设置为系统内存的 80%，并为共享缓冲区缓存分配 10% 的内存。另一项 Autopilot 功能是自适应自动完全清理 (autovacuum)，该功能可分析数据库工作负载，并自动调整完全清理 (vacuum) 的频率和强度，以在不干扰的情况下保持最佳性能。索引顾问还会分析经常运行的查询并推荐新索引，以提高查询性能。

为了加快分析查询速度，AlloyDB Omni 提供了列式引擎。该引擎能够以内存中列式格式保存频繁查询的数据，从而显著提升商业智能、报告以及混合事务和分析处理 (HTAP) 工作负载的性能。我们的性能测试表明，与标准 PostgreSQL 相比，AlloyDB Omni 处理事务型工作负载的速度高达 2 倍以上，处理分析型查询的速度高达 100 倍以上。

工作原理

AlloyDB Omni for containers 在 Docker 容器中运行，您可以将其安装到自己的环境中，例如配备 SSD 存储空间且每个 CPU 至少有 8GB 内存的 Linux 系统。您的应用会连接到 AlloyDB Omni 并与之通信，就像连接到标准 PostgreSQL 数据库服务器一样，用户访问权限控制也依赖于 PostgreSQL 标准。从日志记录到列式引擎，数据库行为的配置均通过数据库标志进行管理。

容器化分发具有诸多优势，例如透明的依赖项管理、跨环境的可移植性、安全隔离、资源管理以及无缝修补和升级。

架构

容器版 AlloyDB Omni 包含具有 AlloyDB for PostgreSQL 增强功能的 PostgreSQL 组件以及专用 AlloyDB for PostgreSQL 组件。

  • 数据库引擎：将客户端查询转换为可执行的计划，查找必要的数据，执行过滤、排序和聚合，并返回结果。它的目标是使用最少的资源来响应查询，强调良好的数据模型和查询设计。
  • 数据存储：数据存储在底层文件系统中的固定大小的页面中。AlloyDB Omni 在访问数据时会先检查缓冲区池；如果找不到，则从文件系统中读取。最大限度地提高缓冲池大小对于提升性能至关重要。AlloyDB Omni 使用动态内存管理，可让缓冲区池在配置的边界内动态扩大和缩小，无需手动调整其大小。
  • 资源管理：查询处理需要 CPU、内存、I/O、网络和同步原语。监控 CPU 利用率（目标是达到约 70% 的稳定状态）和 IOPS 对于避免瓶颈至关重要。通过最大限度地增加缓冲区池中的数据量来最大限度地减少对存储空间的读写操作，有助于避免达到 IOPS 限制。
  • AI/机器学习工作器：在虚拟机环境中，AI/机器学习后台工作器提供直接从数据库调用 Vertex AI 模型所需的所有功能，以 omni ml worker 进程运行。

数据备份和灾难恢复

AlloyDB Omni for Containers 具有持续备份和恢复系统，可让您根据可调整的保留期限内的任意时间点创建新的数据库集群。它还可以按需或按计划创建和存储数据库集群数据的完整备份，以便恢复到 AlloyDB Omni 集群。

对于灾难恢复，您可以在不同的数据中心创建次要数据库集群，以实现跨数据中心复制。AlloyDB Omni 会将数据从主集群异步流式传输到次要集群，并且在需要时，可以将次要集群提升为主集群。

如需升级到 AlloyDB for PostgreSQL 的全代管式伸缩、安全和可用性功能，您可以将 AlloyDB Omni 数据迁移到 AlloyDB for PostgreSQL 集群。

后续步骤