Acelera el rendimiento de la base de datos con la caché del disco

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En esta página, se describe cómo aprovisionar, configurar y usar el almacenamiento en caché de disco en AlloyDB Omni para aumentar el rendimiento de la instalación de AlloyDB Omni.

Además de los búferes compartidos en la memoria de PostgreSQL estándar, la caché de disco de AlloyDB Omni permite almacenar búferes en un almacenamiento rápido, como unidades de estado sólido (SSD). El almacenamiento en caché de disco acelera la recuperación de datos en las instalaciones de AlloyDB Omni con directorios de datos ubicados en un almacenamiento más lento.

Al igual que los búferes compartidos de PostgreSQL, la caché de disco de AlloyDB Omni no es persistente, lo que significa que los datos almacenados en caché se pierden cuando se reinicia.

De forma predeterminada, la caché de disco de AlloyDB Omni usa todo el almacenamiento que informa el sistema de archivos. Puedes definir la cantidad de almacenamiento reservado para los datos de la caché con el parámetro omni_disk_cache_file_size.

Habilita la caché de disco de AlloyDB Omni

Para habilitar la caché de disco para AlloyDB Omni en un contenedor, sigue estos pasos.

Aprovisiona discos y crea un sistema de archivos

En el caso de la caché de disco de AlloyDB Omni, creas un sistema de archivos en un disco o en varios y lo activas dentro de un contenedor con AlloyDB Omni. Además, puedes usar utilidades como mdadm o lvm para agrupar la capacidad con varios discos y usar cualquier sistema de archivos.

En los siguientes pasos, se muestra cómo usar lvm y ext4 en una instancia de Compute Engine de Ubuntu con SSD NVMe.

  1. Crea un grupo de volúmenes a partir de todos los dispositivos físicos disponibles:

      nvme_prefix="STORAGE_PREFIX"
  nvme_list=$(ls "$nvme_prefix"*)
  sudo vgcreate VOLUME_GROUP ${nvme_list}

    Reemplaza lo siguiente:

    • STORAGE_PREFIX: Es el prefijo de la ruta de acceso de los discos locales de destino que se conectan a una máquina virtual con la interfaz de memoria no volátil express (NVMe). Por ejemplo, en Google Cloud, las rutas de acceso del dispositivo NVMe siempre comienzan con /dev/nvme0n.
    • VOLUME_GROUP: Es el nombre de un grupo de volúmenes en el que se combinan tus SSD, por ejemplo, omni-disk-cache-volume.

  2. Para crear un volumen lógico a partir de la capacidad libre del grupo de volúmenes del paso anterior, usa el siguiente comando:

      sudo lvcreate -n LOGICAL_VOLUME -l 100%FREE VOLUME_GROUP

    Reemplaza LOGICAL_VOLUME por el nombre de un volumen lógico que el LVM trata como una partición, por ejemplo, omni_disk_cache_device.

  3. Crea el sistema de archivos ext4 en el volumen lógico. Si es necesario, puedes especificar otras opciones de ext4 sujetas a la seguridad de los datos. 
      sudo mkfs.ext4 /dev/VOLUME_GROUP/LOGICAL_VOLUME

  4. Para crear un directorio que sirva como punto de activación en la máquina anfitrión y activar el sistema de archivos, usa el siguiente comando:

      sudo mkdir /OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY
  sudo mount /dev/VOLUME_GROUP/LOGICAL_VOLUME /OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY

    Reemplaza OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY por el nombre del directorio o una ruta de acceso al directorio que actúa como punto de activación, por ejemplo, omni_disk_cache_directory.

Cómo activar el directorio de caché dentro de AlloyDB Omni

Antes de habilitar la caché de disco para AlloyDB Omni que se ejecuta en un contenedor, debes activar el directorio de caché dentro de AlloyDB Omni.

Para obtener información sobre cómo instalar AlloyDB Omni desde una imagen de Docker y personalizarla, consulta Cómo personalizar tu instalación de AlloyDB Omni.

Para activar OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY dentro de tu contenedor de Docker que ejecuta AlloyDB Omni, usa el siguiente comando:

Docker

      sudo docker run --name CONTAINER_NAME 

        -e POSTGRES_PASSWORD=PASSWORD 

        -e PGDATA=/var/lib/postgresql/data/pgdata 

        -v DATA_DIR:/var/lib/postgresql/data 

        -v /OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY:/CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER 

        -d google/alloydbomni

Reemplaza lo siguiente:

  • CONTAINER_NAME: Es el nombre que se le asignará al nuevo contenedor de AlloyDB Omni, por ejemplo, my-omni.
  • PASSWORD: Es la contraseña del administrador raíz de la base de datos de PostgreSQL.
  • DATA_DIR: Es la ruta de acceso del sistema de archivos que deseas que AlloyDB Omni use para su directorio de datos.
  • CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER: Es el directorio de caché dentro del contenedor de AlloyDB Omni que se asigna al punto de activación en la máquina anfitrión, por ejemplo, según el valor del directorio de caché dentro del contenedor, ya sea /omni_disk_cache_directory, similar a OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY, o /disk/cache/inside/container.

Podman

      podman run --name CONTAINER_NAME 

        -e POSTGRES_PASSWORD=PASSWORD 

        -e PGDATA=/var/lib/postgresql/data/pgdata 

        -v DATA_DIR:/var/lib/postgresql/data 

        -v /OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY:/CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER 

        -d docker.io/google/alloydbomni

Reemplaza lo siguiente:

  • CONTAINER_NAME: Es el nombre que se le asignará al nuevo contenedor de AlloyDB Omni, por ejemplo, my-omni.
  • PASSWORD: Es la contraseña del administrador raíz de la base de datos de PostgreSQL.
  • CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER: Es el directorio de caché dentro del contenedor de AlloyDB Omni que se asigna al punto de activación en la máquina anfitrión, por ejemplo, según el valor del directorio de caché dentro del contenedor, ya sea /omni_disk_cache_directory, similar a OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY, o /disk/cache/inside/container.

Para otorgar permisos de acceso completo al OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY activado, usa los siguientes comandos:

Docker

      sudo docker exec -it CONTAINER_NAME chown postgres:postgres /CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER
      sudo docker exec -it CONTAINER_NAME chmod -R a+rw  /CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER

Podman

      sudo podman exec -it CONTAINER_NAME chown postgres:postgres /CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER
      sudo podman exec -it CONTAINER_NAME chmod -R a+rw  /CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER

Habilita la caché de disco de AlloyDB Omni

Para habilitar la caché de disco de AlloyDB Omni para tu base de datos, establece los parámetros de configuración unificada general (GUC) adecuados después de asegurarte de que se pueda acceder al directorio de caché montado desde el interior del contenedor de Docker.

  1. Para conectarte a la base de datos de AlloyDB Omni en contenedores como superusuario, usa el siguiente comando:

    Docker

          sudo docker exec -it CONTAINER_NAME psql -h localhost -U postgres

    Podman

          sudo podman exec -it CONTAINER_NAME psql -h localhost -U postgres

  2. Para establecer el valor de los parámetros, usa los siguientes comandos dentro de la base de datos de AlloyDB Omni:

            alter system set omni_disk_cache_enabled=on;
        alter system set omni_disk_cache_directory='/CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER';

  3. De forma predeterminada, AlloyDB Omni usa todo el espacio disponible en el sistema de archivos. Si es necesario, puedes anular el valor predeterminado con el parámetro omni_disk_cache_file_size.

          alter system set omni_disk_cache_file_size=SIZE_IN_MB;

  4. Para que el cambio en los parámetros de configuración del almacenamiento en caché surta efecto, reinicia el contenedor en ejecución con AlloyDB Omni:

    Docker

          sudo docker restart CONTAINER_NAME

    Podman

          sudo podman restart CONTAINER_NAME

Verifica la configuración de la caché de disco

Después de habilitar la caché de disco de AlloyDB Omni, verifica que se acceda a ella supervisando la actividad de lectura y escritura en los discos con utilidades como iotop o iostat.

Además, puedes verificar si la caché de disco de AlloyDB Omni está abierta.

Para verificar la configuración de la caché de disco de AlloyDB Omni en un contenedor, sigue estos pasos:

Docker 

sudo docker logs CONTAINER_NAME 2>&1 | grep "opened omni disk cache"

Podman 

sudo podman logs CONTAINER_NAME 2>&1 | grep "opened omni disk cache"

Si el almacenamiento en caché del disco está configurado correctamente, el mensaje "Successfully opened omni disk cache…" se mostrará en los registros.

¿Qué sigue?