Options de routage

Lorsque vous envoyez des requêtes d'une application à Bigtable, vous utilisez un profil d'application qui indique à Bigtable comment gérer les requêtes. Un profil d'application spécifie les règles de routage pour les requêtes. Pour les instances qui utilisent la réplication, la stratégie de routage contrôle les clusters qui reçoivent les requêtes et la manière dont les basculements sont gérés.

Ce document décrit les règles de routage disponibles pour un profil d'application standard.

Les règles de routage sont particulièrement importantes pour les cas d'utilisation de l'isolation des charges de travail, lorsque vous ne pouvez pas utiliser Data Boost. Vous pouvez les configurer en même temps que les priorités des requêtes.

Les règles de routage n'affectent pas la réplication, mais vous devez comprendre le fonctionnement de la réplication Bigtable avant de lire cette page. Vous devez également lire Basculement.

Routage vers un cluster unique

Une stratégie de routage à cluster unique achemine toutes les requêtes vers un cluster de votre instance. Si ce cluster devient indisponible, vous devez basculer manuellement vers un autre cluster.

Il s'agit de la seule stratégie de routage qui vous permet d'activer les transactions à ligne unique.

Une instance répliquée fournit normalement une cohérence à terme. Toutefois, vous pouvez obtenir une cohérence de type "lecture de vos écritures" pour une charge de travail dans une instance répliquée si vous configurez un profil d'application pour cette charge de travail afin qu'il utilise le routage à cluster unique pour envoyer les requêtes de lecture et d'écriture vers le même cluster. Vous pouvez acheminer le trafic pour des charges de travail supplémentaires sur l'instance répliquée vers d'autres clusters de l'instance en fonction des exigences de vos charges de travail.

Routage multi-cluster

Une stratégie de routage multicluster achemine les requêtes que vous envoyez à une instance vers la région la plus proche dans laquelle l'instance possède un cluster. Si le cluster devient indisponible, le trafic bascule automatiquement vers le cluster disponible le plus proche.

Cette configuration fournit une cohérence à terme. Vous ne pouvez pas activer les transactions à ligne unique avec le routage multicluster, car celles-ci peuvent entraîner des conflits de données lorsque vous utilisez le routage multicluster. Pour en savoir plus, consultez Transactions sur une seule ligne.

Utilisez le routage multicluster si vous souhaitez une haute disponibilité (HA). Pour connaître les configurations d'instance recommandées et obtenir plus d'informations, consultez Créer une haute disponibilité (HA).

Les deux types de routage multicluster sont n'importe quel cluster et groupe de clusters.

Pour en savoir plus sur les considérations de routage liées à SQL, consultez la section Routage avec SQL de ce document.

Routage vers n'importe quel cluster

Le routage vers n'importe quel cluster permet à chaque cluster de l'instance de recevoir des requêtes et d'effectuer un basculement.

Routage vers un groupe de clusters

Si vous souhaitez exclure un ou plusieurs clusters d'une instance d'un éventuel basculement, vous pouvez utiliser le routage de groupe de clusters. Ce type de routage multicluster vous permet de spécifier un sous-ensemble de clusters vers lesquels un profil d'application peut envoyer du trafic. Cela peut être utile si vous souhaitez réserver un cluster pour une charge de travail distincte.

Routage avec affinité de ligne

Le routage avec affinité de ligne achemine automatiquement les requêtes de lecture et d'écriture d'une seule ligne vers un cluster spécifique en fonction de la clé de ligne de la requête.

Si vous souhaitez que le routage multicluster permette d'obtenir un taux de cohérence "lecture de vos écritures" plus élevé et que la plupart de vos requêtes soient des opérations sur une seule ligne, vous pouvez utiliser le routage avec affinité de ligne (routage persistant). Pour activer le routage avec affinité de ligne, utilisez un profil d'application personnalisé avec l'option --row-affinity activée. Bigtable utilise la clé de ligne de la requête pour déterminer automatiquement le cluster vers lequel l'acheminer. Vous ne pouvez pas définir manuellement le mappage entre la clé de ligne et le cluster.

Le routage avec affinité de ligne ne peut être utilisé que pour les requêtes de lecture ou d'écriture sur une seule ligne. Cela inclut les requêtes qui appellent ReadRows avec une clé spécifiée, MutateRow et MutateRows avec une clé spécifiée, et BulkMutateRow avec une clé spécifiée.

La cohérence écriture-lecture n'est pas entièrement assurée avec le routage par affinité de ligne dans les cas suivants :

  • Ajouter un cluster à l'instance : le routage avec affinité de ligne détermine le cluster vers lequel effectuer le routage en fonction de la clé de ligne. Si un cluster est ajouté ou supprimé de l'instance alors que le routage avec affinité de ligne est activé, l'attribution de la clé de ligne peut changer. Pour vous assurer que l'ordre de basculement des clusters reste le même malgré les modifications apportées à la liste des clusters de l'instance, nous vous recommandons d'utiliser des groupes de clusters en définissant l'indicateur --restrict-to.

    Avec les groupes de clusters, vous ne pouvez pas supprimer un cluster dans une instance lorsqu'il est utilisé par un profil d'application. De plus, tout nouveau cluster ajouté à l'instance ne commence à recevoir des requêtes que s'il est explicitement ajouté au groupe de clusters du profil d'application.

  • Basculement : si un cluster est indisponible ou non opérationnel, les requêtes qui lui sont adressées sont redirigées vers le cluster suivant selon l'ordre de basculement. Ce réacheminement peut avoir un impact sur la cohérence.

Pour en savoir plus sur les basculements, consultez Basculements. Pour savoir comment effectuer un basculement, consultez Gérer les basculements.

Routage avec SQL

Lorsque vous utilisez SQL pour interroger Bigtable, vous devez tenir compte de la façon dont vos requêtes sont acheminées. Le comportement de routage des requêtes SQL diffère de celui des autres types de requêtes Bigtable de la manière suivante :

  • Bien qu'une règle de routage multicluster offre une haute disponibilité grâce au basculement automatique pour la plupart des requêtes, ce comportement ne s'étend pas aux requêtes SQL. Si une requête SQL échoue, elle ne bascule pas vers un autre cluster, même si votre profil d'application est configuré pour le routage multicluster.
  • Le routage avec affinité de ligne redirige automatiquement les lectures et les écritures d'une seule ligne vers un cluster spécifique en fonction de la clé de ligne. Toutefois, Bigtable n'est pas compatible avec cette règle de routage pour les requêtes SQL. Cette limitation signifie que vous ne pouvez pas utiliser le routage par affinité de ligne avec la méthode ExecuteQuery, même si la requête est conçue pour lire une seule ligne. Si vous envoyez une requête ExecuteQuery à l'aide d'un profil d'application pour lequel l'indicateur --row-affinity est activé, la requête aboutit, mais l'affinité de ligne n'est pas appliquée.

Transactions à ligne unique

Dans les mutations Bigtable, telles que les requêtes de lecture, d'écriture et de suppression, elles sont toujours atomiques au niveau des lignes. Cela inclut les mutations vers plusieurs colonnes sur une seule ligne, à condition qu'elles soient incluses dans la même opération de mutation. Bigtable n'accepte pas les transactions qui mettent à jour plusieurs lignes de manière atomique.

Cependant, Bigtable est compatible avec certaines opérations d'écriture qui nécessiteraient une transaction dans d'autres bases de données. En effet, Bigtable utilise des transactions à ligne unique pour effectuer ces opérations. Celles-ci incluent des opérations de lecture et d'écriture qui sont toutes exécutées de manière atomique, mais uniquement au niveau de la ligne :

  • Opérations lecture/modification/écriture, y compris incréments et ajouts. Une opération de lecture/modification/écriture lit une valeur existante, incrémente ou ajoute à la valeur existante, et écrit la valeur mise à jour dans la table.
  • Opérations vérification/mutation, également appelées mutations conditionnelles ou écritures conditionnelles. Lors d'une opération de vérification/mutation, Bigtable vérifie une ligne pour déterminer si elle remplit une condition spécifiée. Si la condition est remplie, Bigtable écrit de nouvelles valeurs sur la ligne.

Conflits entre transactions à ligne unique

Chaque cluster d'une instance Bigtable est un cluster principal qui accepte les opérations de lecture et d'écriture. Par conséquent, les opérations nécessitant des transactions à ligne unique peuvent générer des problèmes dans les instances répliquées.

Si votre cas d'utilisation le permet, vous pouvez éviter ces conflits en utilisant des agrégats. Lorsque vous envoyez une requête d'ajout à un champ agrégé, la nouvelle valeur est fusionnée avec la valeur existante. Les agrégats vous permettent de conserver une somme ou un compteur cumulés. Pour en savoir plus, consultez Agrégation des valeurs au moment de l'écriture.

Pour illustrer le problème qui peut survenir lorsque vous n'utilisez pas d'agrégats, supposons que vous disposiez d'une table permettant de stocker les données d'un système de billetterie. Vous utilisez un compteur d'entiers pour stocker le nombre de billets vendus. Chaque fois que vous vendez un billet, votre application envoie une opération lecture-modification-écriture pour incrémenter le compteur de 1.

Si votre instance comporte un cluster, les applications clientes peuvent vendre des billets en même temps et incrémenter les compteurs sans perte de données, car les requêtes sont traitées de manière atomique dans l'ordre dans lequel elles sont reçues par ce cluster unique.

En revanche, si votre instance comporte plusieurs clusters et que votre profil d'application autorise le routage multicluster, les requêtes simultanées incrémentant le compteur peuvent être envoyées à différents clusters, puis répliquées sur les autres clusters de l'instance. Si vous envoyez simultanément deux requêtes d'incrémentation acheminées vers différents clusters, chacune termine sa transaction sans "savoir" que l'autre existe. Le compteur de chaque cluster est incrémenté d'une unité. Lorsque les données sont répliquées sur l'autre cluster, Bigtable n'a aucun moyen de savoir que vous souhaitez incrémenter la valeur de 2.

Pour vous aider à éviter des résultats inattendus, Bigtable effectue les opérations suivantes :

  • Nécessite chaque profil d'application pour indiquer l'autorisation ou non des transactions à ligne unique.
  • Cela vous empêche d'activer des transactions à ligne unique dans un profil d'application qui utilise un routage multi-cluster, car il n'existe aucun moyen sûr d'activer ces deux fonctionnalités simultanément.
  • Il vous avertit si vous activez des transactions à ligne unique dans au moins deux profils d'application différents utilisant le routage à cluster unique et pointant vers différents clusters. Si vous choisissez de créer ce type de configuration, vous devez vous assurer que vous n'envoyez pas de requêtes conflictuelles de lecture/modification/écriture ou de vérification/mutation à des clusters différents.

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