Hochverfügbare PostgreSQL-Datenbank in GKE bereitstellen

Autopilot Standard

PostgreSQL ist eine objektrelationale Open-Source-Datenbank, die für Zuverlässigkeit und Datenintegrität bekannt ist. Es ist ACID-kompatibel und unterstützt Fremdschlüssel, Joins, Ansichten, Trigger und gespeicherte Prozeduren.

Dieses Dokument richtet sich an Datenbankadministratoren, Cloud-Architekten und Betriebsexperten, die an der Bereitstellung einer hochverfügbaren PostgreSQL-Topologie in Google Kubernetes Engine (GKE) interessiert sind.

Lernziele

In dieser Anleitung erhalten Sie Informationen zu folgenden Themen:

Verwenden Sie Terraform, um einen regionalen GKE-Cluster zu erstellen.
Stellen Sie hochverfügbare PostgreSQL-Datenbank bereit.
Richten Sie das Monitoring für die PostgreSQL-Anwendung ein.
Führen Sie PostgreSQL-Datenbank- und GKE-Clusterupgrades durch.
Simulieren Sie Clusterunterbrechung und PostgreSQL-Replikat-Failover.
Führen Sie die Sicherung und Wiederherstellung der PostgreSQL-Datenbank durch.

Architektur

In diesem Abschnitt wird die Architektur der Lösung beschrieben, die Sie in dieser Anleitung erstellen.

Sie stellen zwei GKE-Cluster in verschiedenen Regionen bereit: einen primären Cluster und einen Sicherungscluster. In dieser Anleitung befindet sich der primäre Cluster in der Region us-central1 und der Sicherungscluster in der Region us-west1. Mit dieser Architektur können Sie eine hochverfügbare PostgreSQL-Datenbank bereitstellen und wie weiter unten in dieser Anleitung beschrieben zur Notfallwiederherstellung testen.

Für den Quellcluster verwenden Sie ein Helm-Diagramm (bitnami/postgresql-ha), um einen PostgreSQL-Cluster mit Hochverfügbarkeit einzurichten.

Das Diagramm zeigt eine Beispielarchitektur eines hochverfügbaren PostgreSQL-Clusters. — **Abbildung 1**: Beispielarchitektur eines hochverfügbaren PostgreSQL-Clusters.

Kosten

In diesem Dokument verwenden Sie die folgenden kostenpflichtigen Komponenten von Google Cloud:

Mit dem Preisrechner können Sie eine Kostenschätzung für Ihre voraussichtliche Nutzung vornehmen. Neuen Google Cloud-Nutzern steht möglicherweise eine kostenlose Testversion zur Verfügung.

Nach Abschluss der in diesem Dokument beschriebenen Aufgaben können Sie weitere Kosten vermeiden, indem Sie die erstellten Ressourcen löschen. Weitere Informationen finden Sie unter Bereinigen.

Hinweis

Projekt einrichten

Sign in to your Google Cloud account. If you're new to Google Cloud, create an account to evaluate how our products perform in real-world scenarios. New customers also get $300 in free credits to run, test, and deploy workloads.

In the Google Cloud console, on the project selector page, click Create project to begin creating a new Google Cloud project.

Go to project selector

Make sure that billing is enabled for your Google Cloud project.

Enable the Google Kubernetes Engine, Backup for GKE, Artifact Registry, Compute Engine, and IAM APIs.

Enable the APIs

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Make sure that billing is enabled for your Google Cloud project.

Enable the Google Kubernetes Engine, Backup for GKE, Artifact Registry, Compute Engine, and IAM APIs.

Enable the APIs

Rollen einrichten

Grant roles to your user account. Run the following command once for each of the following IAM roles: role/storage.objectViewer, role/logging.logWriter, role/artifactregistry.Admin, roles/container.clusterAdmin, role/container.serviceAgent, roles/serviceusage.serviceUsageAdmin, roles/iam.serviceAccountAdmin
```
gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID --member="user:USER_IDENTIFIER" --role=ROLE
```
- Replace PROJECT_ID with your project ID.
- Replace USER_IDENTIFIER with the identifier for your user account. For example, user:myemail@example.com.
- Replace ROLE with each individual role.

Umgebung einrichten

In dieser Anleitung verwenden Sie Cloud Shell zum Verwalten von Ressourcen, die in Google Cloud gehostet werden. Die Software, die Sie für diese Anleitung benötigen, ist in Cloud Shell vorinstalliert, einschließlich Docker, kubectl und der gcloud CLI, Helm und Terraform.

So richten Sie Ihre Umgebung mit Cloud Shell ein:

Starten Sie eine Cloud Shell-Sitzung über die Google Cloud Console. Klicken Sie dazu in der Google Cloud Console auf Cloud Shell aktivieren. Dadurch wird im unteren Bereich der Google Cloud Console eine Sitzung gestartet.
Umgebungsvariablen festlegen
```
export PROJECT_ID=PROJECT_ID
export SOURCE_CLUSTER=cluster-db1
export REGION=us-central1
```
Ersetzen Sie die folgenden Werte:
- PROJECT_ID: Ihre Google Cloud-Projekt-ID.
Legen Sie die Standardumgebungsvariablen fest.
```
gcloud config set project PROJECT_ID
```

Klonen Sie das Code-Repository.

git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples

Wechseln Sie in das Arbeitsverzeichnis.

cd kubernetes-engine-samples/databases/gke-stateful-postgres

Clusterinfrastruktur erstellen

In diesem Abschnitt führen Sie ein Terraform-Skript aus, um eine benutzerdefinierte Virtual Private Cloud (VPC), ein Artifact Registry-Repository zum Speichern von PostgreSQL-Images und zwei regionale GKE-Cluster zu erstellen. Ein Cluster wird in us-central1 und der zweite Cluster für die Sicherung in us-west1 bereitgestellt.

So erstellen Sie den Cluster:

Autopilot

Führen Sie in Cloud Shell die folgenden Befehle aus:

terraform -chdir=terraform/gke-autopilot init
terraform -chdir=terraform/gke-autopilot apply -var project_id=$PROJECT_ID

Geben Sie bei Aufforderung yes ein.

Informationen zur Terraform-Konfiguration

Die Terraform-Konfigurationsdateien erstellen die folgenden Ressourcen, um Ihre Infrastruktur bereitzustellen:

Erstellen Sie ein Artifact Registry-Repository zum Speichern der Docker-Images.

resource "google_artifact_registry_repository" "main" {
  location      = "us"
  repository_id = "main"
  format        = "DOCKER"
  project       = var.project_id
}

Erstellen Sie das VPC-Netzwerk und das Subnetz für die Netzwerkschnittstelle der VM.

module "gcp-network" {
  source  = "terraform-google-modules/network/google"
  version = "< 8.0.0"

  project_id   = var.project_id
  network_name = "vpc-gke-postgresql"

  subnets = [
    {
      subnet_name           = "snet-gke-postgresql-us-central1"
      subnet_ip             = "10.0.0.0/17"
      subnet_region         = "us-central1"
      subnet_private_access = true
    },
    {
      subnet_name           = "snet-gke-postgresql-us-west1"
      subnet_ip             = "10.0.128.0/17"
      subnet_region         = "us-west1"
      subnet_private_access = true
    },
  ]

  secondary_ranges = {
    ("snet-gke-postgresql-us-central1") = [
      {
        range_name    = "ip-range-pods-db1"
        ip_cidr_range = "192.168.0.0/18"
      },
      {
        range_name    = "ip-range-svc-db1"
        ip_cidr_range = "192.168.64.0/18"
      },
    ],
    ("snet-gke-postgresql-us-west1") = [
      {
        range_name    = "ip-range-pods-db2"
        ip_cidr_range = "192.168.128.0/18"
      },
      {
        range_name    = "ip-range-svc-db2"
        ip_cidr_range = "192.168.192.0/18"
      },
    ]
  }
}

output "network_name" {
  value = module.gcp-network.network_name
}

output "primary_subnet_name" {
  value = module.gcp-network.subnets_names[0]
}

output "secondary_subnet_name" {
  value = module.gcp-network.subnets_names[1]
}

Erstellen Sie einen primären GKE-Cluster.

Terraform erstellt einen privaten Cluster in der Region us-central1 und aktiviert Backup for GKE für die Notfallwiederherstellung und Managed Service for Prometheus für das Clustermonitoring.

Managed Service for Prometheus wird nur auf Autopilot-Clustern mit GKE-Version 1.25 oder höher unterstützt.

module "gke-db1-autopilot" {
  source                          = "../modules/beta-autopilot-private-cluster"
  project_id                      = var.project_id
  name                            = "cluster-db1"
  kubernetes_version              = "1.25" # Will be ignored if use "REGULAR" release_channel
  region                          = "us-central1"
  regional                        = true
  zones                           = ["us-central1-a", "us-central1-b", "us-central1-c"]
  network                         = module.network.network_name
  subnetwork                      = module.network.primary_subnet_name
  ip_range_pods                   = "ip-range-pods-db1"
  ip_range_services               = "ip-range-svc-db1"
  horizontal_pod_autoscaling      = true
  release_channel                 = "RAPID" # Default version is 1.22 in REGULAR. GMP on Autopilot requires V1.25 via var.kubernetes_version
  enable_vertical_pod_autoscaling = true
  enable_private_endpoint         = false
  enable_private_nodes            = true
  master_ipv4_cidr_block          = "172.16.0.0/28"
  create_service_account          = false
}

Erstellen Sie einen Sicherungscluster in der Region us-west1 für die Notfallwiederherstellung.

module "gke-db2-autopilot" {
  source                          = "../modules/beta-autopilot-private-cluster"
  project_id                      = var.project_id
  name                            = "cluster-db2"
  kubernetes_version              = "1.25" # Will be ignored if use "REGULAR" release_channel
  region                          = "us-west1"
  regional                        = true
  zones                           = ["us-west1-a", "us-west1-b", "us-west1-c"]
  network                         = module.network.network_name
  subnetwork                      = module.network.secondary_subnet_name
  ip_range_pods                   = "ip-range-pods-db2"
  ip_range_services               = "ip-range-svc-db2"
  horizontal_pod_autoscaling      = true
  release_channel                 = "RAPID" # Default version is 1.22 in REGULAR. GMP on Autopilot requires V1.25 via var.kubernetes_version
  enable_vertical_pod_autoscaling = true
  enable_private_endpoint         = false
  enable_private_nodes            = true
  master_ipv4_cidr_block          = "172.16.0.16/28"
  create_service_account          = false
}

Standard

Führen Sie in Cloud Shell die folgenden Befehle aus:

terraform -chdir=terraform/gke-standard init
terraform -chdir=terraform/gke-standard apply -var project_id=$PROJECT_ID

Geben Sie bei Aufforderung yes ein.

Informationen zur Terraform-Konfiguration

Die Terraform-Konfigurationsdateien erstellen die folgenden Ressourcen, um Ihre Infrastruktur bereitzustellen:

Erstellen Sie ein Artifact Registry-Repository zum Speichern der Docker-Images.

resource "google_artifact_registry_repository" "main" {
  location      = "us"
  repository_id = "main"
  format        = "DOCKER"
  project       = var.project_id
}
resource "google_artifact_registry_repository_iam_binding" "binding" {
  provider   = google-beta
  project    = google_artifact_registry_repository.main.project
  location   = google_artifact_registry_repository.main.location
  repository = google_artifact_registry_repository.main.name
  role       = "roles/artifactregistry.reader"
  members = [
    "serviceAccount:${module.gke-db1.service_account}",
  ]
}

Erstellen Sie das VPC-Netzwerk und das Subnetz für die Netzwerkschnittstelle der VM.

module "gcp-network" {
  source  = "terraform-google-modules/network/google"
  version = "< 8.0.0"

  project_id   = var.project_id
  network_name = "vpc-gke-postgresql"

  subnets = [
    {
      subnet_name           = "snet-gke-postgresql-us-central1"
      subnet_ip             = "10.0.0.0/17"
      subnet_region         = "us-central1"
      subnet_private_access = true
    },
    {
      subnet_name           = "snet-gke-postgresql-us-west1"
      subnet_ip             = "10.0.128.0/17"
      subnet_region         = "us-west1"
      subnet_private_access = true
    },
  ]

  secondary_ranges = {
    ("snet-gke-postgresql-us-central1") = [
      {
        range_name    = "ip-range-pods-db1"
        ip_cidr_range = "192.168.0.0/18"
      },
      {
        range_name    = "ip-range-svc-db1"
        ip_cidr_range = "192.168.64.0/18"
      },
    ],
    ("snet-gke-postgresql-us-west1") = [
      {
        range_name    = "ip-range-pods-db2"
        ip_cidr_range = "192.168.128.0/18"
      },
      {
        range_name    = "ip-range-svc-db2"
        ip_cidr_range = "192.168.192.0/18"
      },
    ]
  }
}

output "network_name" {
  value = module.gcp-network.network_name
}

output "primary_subnet_name" {
  value = module.gcp-network.subnets_names[0]
}

output "secondary_subnet_name" {
  value = module.gcp-network.subnets_names[1]
}

Erstellen Sie einen primären GKE-Cluster.

Terraform erstellt einen privaten Cluster in der Region us-central1 und aktiviert Backup for GKE für die Notfallwiederherstellung und Managed Service for Prometheus für das Clustermonitoring.

module "gke-db1" {
  source                   = "../modules/beta-private-cluster"
  project_id               = var.project_id
  name                     = "cluster-db1"
  regional                 = true
  region                   = "us-central1"
  network                  = module.network.network_name
  subnetwork               = module.network.primary_subnet_name
  ip_range_pods            = "ip-range-pods-db1"
  ip_range_services        = "ip-range-svc-db1"
  create_service_account   = true
  enable_private_endpoint  = false
  enable_private_nodes     = true
  master_ipv4_cidr_block   = "172.16.0.0/28"
  network_policy           = true
  cluster_autoscaling = {
    "autoscaling_profile": "OPTIMIZE_UTILIZATION",
    "enabled" : true,
    "gpu_resources" : [],
    "min_cpu_cores" : 36,
    "min_memory_gb" : 144,
    "max_cpu_cores" : 48,
    "max_memory_gb" : 192,
  }
  monitoring_enable_managed_prometheus = true
  gke_backup_agent_config = true

  node_pools = [
    {
      name            = "pool-sys"
      autoscaling     = true
      min_count       = 1
      max_count       = 3
      max_surge       = 1
      max_unavailable = 0
      machine_type    = "e2-standard-4"
      node_locations  = "us-central1-a,us-central1-b,us-central1-c"
      auto_repair     = true
    },
    {
      name            = "pool-db"
      autoscaling     = true
      max_surge       = 1
      max_unavailable = 0
      machine_type    = "e2-standard-8"
      node_locations  = "us-central1-a,us-central1-b,us-central1-c"
      auto_repair     = true
    },
  ]
  node_pools_labels = {
    all = {}
    pool-db = {
      "app.stateful/component" = "postgresql"
    }
    pool-sys = {
      "app.stateful/component" = "postgresql-pgpool"
    }
  }
  node_pools_taints = {
    all = []
    pool-db = [
      {
        key    = "app.stateful/component"
        value  = "postgresql"
        effect = "NO_SCHEDULE"
      },
    ],
    pool-sys = [
      {
        key    = "app.stateful/component"
        value  = "postgresql-pgpool"
        effect = "NO_SCHEDULE"
      },
    ],
  }
  gce_pd_csi_driver = true
}

Erstellen Sie einen Sicherungscluster in der Region us-west1 für die Notfallwiederherstellung.

module "gke-db2" {
  source                   = "../modules/beta-private-cluster"
  project_id               = var.project_id
  name                     = "cluster-db2"
  regional                 = true
  region                   = "us-west1"
  network                  = module.network.network_name
  subnetwork               = module.network.secondary_subnet_name
  ip_range_pods            = "ip-range-pods-db2"
  ip_range_services        = "ip-range-svc-db2"
  create_service_account   = false
  service_account          = module.gke-db1.service_account
  enable_private_endpoint  = false
  enable_private_nodes     = true
  master_ipv4_cidr_block   = "172.16.0.16/28"
  network_policy           = true
  cluster_autoscaling = {
    "autoscaling_profile": "OPTIMIZE_UTILIZATION",
    "enabled" : true,
    "gpu_resources" : [],
    "min_cpu_cores" : 10,
    "min_memory_gb" : 144,
    "max_cpu_cores" : 48,
    "max_memory_gb" : 192,
  }
  monitoring_enable_managed_prometheus = true
  gke_backup_agent_config = true
  node_pools = [
    {
      name            = "pool-sys"
      autoscaling     = true
      min_count       = 1
      max_count       = 3
      max_surge       = 1
      max_unavailable = 0
      machine_type    = "e2-standard-4"
      node_locations  = "us-west1-a,us-west1-b,us-west1-c"
      auto_repair     = true
    },
    {
      name            = "pool-db"
      autoscaling     = true
      max_surge       = 1
      max_unavailable = 0
      machine_type    = "e2-standard-8"
      node_locations  = "us-west1-a,us-west1-b,us-west1-c"
      auto_repair     = true
    },
  ]
  node_pools_labels = {
    all = {}
    pool-db = {
      "app.stateful/component" = "postgresql"
    }
    pool-sys = {
      "app.stateful/component" = "postgresql-pgpool"
    }
  }
  node_pools_taints = {
    all = []
    pool-db = [
      {
        key    = "app.stateful/component"
        value  = "postgresql"
        effect = "NO_SCHEDULE"
      },
    ],
    pool-sys = [
      {
        key    = "app.stateful/component"
        value  = "postgresql-pgpool"
        effect = "NO_SCHEDULE"
      },
    ],
  }
  gce_pd_csi_driver = true
}

PostgreSQL im Cluster bereitstellen

In diesem Abschnitt stellen Sie eine PostgreSQL-Datenbankinstanz mithilfe eines Helm-Diagramms in GKE bereit.

PostgreSQL installieren

So installieren Sie PostgreSQL auf Ihrem Cluster:

Konfigurieren Sie den Docker-Zugriff.

gcloud auth configure-docker us-docker.pkg.dev

Füllen Sie Artifact Registry mit den erforderlichen PostgreSQL-Docker-Images aus.
```
./scripts/gcr.sh bitnami/postgresql-repmgr 15.1.0-debian-11-r0
./scripts/gcr.sh bitnami/postgres-exporter 0.11.1-debian-11-r27
./scripts/gcr.sh bitnami/pgpool 4.3.3-debian-11-r28
```
Das Skript überträgt die folgenden Bitnami-Images an Artifact Registry, damit Helm installiert werden kann:
- postgresql-repmgr: Diese PostgreSQL-Clusterlösung enthält den PostgreSQL-Replikationsmanager (repmgr), ein Open-Source-Tool zur Verwaltung der Replikation und Failover auf PostgreSQL-Clustern.
- postgres-exporter: PostgreSQL-Exporter erfasst PostgreSQL-Messwerte für die Prometheus-Nutzung.
- pgpool: Pgpool-II ist der PostgreSQL-Proxy. Sie bietet Verbindungs-Pooling und Load-Balancing.

Prüfen Sie, ob im Repository die richtigen Images gespeichert sind.

gcloud artifacts docker images list us-docker.pkg.dev/$PROJECT_ID/main \
    --format="flattened(package)"

Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

---
image: us-docker.pkg.dev/[PROJECT_ID]/main/bitnami/pgpool
---
image: us-docker.pkg.dev/[PROJECT_ID]/main/bitnami/postgres-exporter
---
image: us-docker.pkg.dev/h[PROJECT_ID]/main/bitnami/postgresql-repmgr

Konfigurieren Sie den Zugriff auf die kubectl-Befehlszeile für den primären Cluster.

gcloud container clusters get-credentials $SOURCE_CLUSTER \
--region=$REGION --project=$PROJECT_ID

Namespace erstellen

export NAMESPACE=postgresql
kubectl create namespace $NAMESPACE

Wenn Sie in einem Autopilot-Cluster bereitstellen, konfigurieren Sie die Knotenbereitstellung in drei Zonen. Sie können diesen Schritt überspringen, wenn Sie die Bereitstellung in einem Standardcluster vornehmen.

Standardmäßig stellt Autopilot Ressourcen in nur zwei Zonen bereit. Durch die in prepareforha.yaml definierte Bereitstellung wird sichergestellt, dass Autopilot Knoten in drei Zonen Ihres Clusters bereitstellt. Dazu werden diese Werte festgelegt:

replicas:3
podAntiAffinity mit requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution und topologyKey: "topology.kubernetes.io/zone"

kubectl -n $NAMESPACE apply -f scripts/prepareforha.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: prepare-three-zone-ha
  labels:
    app: prepare-three-zone-ha
    app.kubernetes.io/name: postgresql-ha
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: prepare-three-zone-ha
      app.kubernetes.io/name: postgresql-ha
  template:
    metadata:
      labels:
        app: prepare-three-zone-ha
        app.kubernetes.io/name: postgresql-ha
    spec:
      affinity:
        podAntiAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: app
                operator: In
                values:
                - prepare-three-zone-ha
            topologyKey: "topology.kubernetes.io/zone"
        nodeAffinity:
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - preference:
              matchExpressions:
              - key: cloud.google.com/compute-class
                operator: In
                values:
                - "Scale-Out"
            weight: 1
      nodeSelector:
        app.stateful/component: postgresql
      tolerations:
      - effect: NoSchedule
        key: app.stateful/component
        operator: Equal
        value: postgresql
      containers:
      - name: prepare-three-zone-ha
        image: busybox:latest
        command:
            - "/bin/sh"
            - "-c"
            - "while true; do sleep 3600; done"
        resources:
          limits:
            cpu: "500m"
            ephemeral-storage: "10Mi"
            memory: "0.5Gi"
          requests:
            cpu: "500m"
            ephemeral-storage: "10Mi"
            memory: "0.5Gi"

Aktualisieren Sie die Helm-Abhängigkeit.

cd helm/postgresql-bootstrap
helm dependency update

Prüfen und prüfen Sie die Diagramme, die Helm installiert.

helm -n postgresql template postgresql . \
  --set global.imageRegistry="us-docker.pkg.dev/$PROJECT_ID/main"

Installieren Sie das Helm-Diagramm.

helm -n postgresql upgrade --install postgresql . \
    --set global.imageRegistry="us-docker.pkg.dev/$PROJECT_ID/main"

Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

NAMESPACE: postgresql
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None

Prüfen Sie, ob die Replikate ausgeführt werden.

kubectl get all -n $NAMESPACE

Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

NAME                                                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/postgresql-postgresql-bootstrap-pgpool-75664444cb-dkl24   1/1     Running   0          8m39s
pod/postgresql-postgresql-ha-pgpool-6d86bf9b58-ff2bg          1/1     Running   0          8m39s
pod/postgresql-postgresql-ha-postgresql-0                     2/2     Running   0          8m39s
pod/postgresql-postgresql-ha-postgresql-1                     2/2     Running   0          8m39s
pod/postgresql-postgresql-ha-postgresql-2                     2/2     Running   0          8m38s

NAME                                                   TYPE        CLUSTER-IP        EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
service/postgresql-postgresql-ha-pgpool                ClusterIP   192.168.99.236    <none>        5432/TCP   8m39s
service/postgresql-postgresql-ha-postgresql            ClusterIP   192.168.90.20     <none>        5432/TCP   8m39s
service/postgresql-postgresql-ha-postgresql-headless   ClusterIP   None              <none>        5432/TCP   8m39s
service/postgresql-postgresql-ha-postgresql-metrics    ClusterIP   192.168.127.198   <none>        9187/TCP   8m39s

NAME                                                     READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/postgresql-postgresql-bootstrap-pgpool   1/1     1            1           8m39s
deployment.apps/postgresql-postgresql-ha-pgpool          1/1     1            1           8m39s

NAME                                                                DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicaset.apps/postgresql-postgresql-bootstrap-pgpool-75664444cb   1         1         1       8m39s
replicaset.apps/postgresql-postgresql-ha-pgpool-6d86bf9b58          1         1         1       8m39s

NAME                                                   READY   AGE
statefulset.apps/postgresql-postgresql-ha-postgresql   3/3     8m39s

Test-Dataset erstellen

In diesem Abschnitt erstellen Sie eine Datenbank und eine Tabelle mit Beispielwerten. Die Datenbank dient als Test-Dataset für den Failover-Prozess, den Sie später in dieser Anleitung testen.

eine Verbindung zur PostgreSQL-Instanz herstellen

cd ../../
./scripts/launch-client.sh

Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

Launching Pod pg-client in the namespace postgresql ...
pod/pg-client created
waiting for the Pod to be ready
Copying script files to the target Pod pg-client ...
Pod: pg-client is healthy

Starten Sie eine Shell-Sitzung.

kubectl exec -it pg-client -n postgresql -- /bin/bash

Erstellen Sie eine Datenbank und eine Tabelle und fügen Sie einige Testzeilen ein.
```
psql -h $HOST_PGPOOL -U postgres -a -q -f /tmp/scripts/generate-db.sql
```
Prüfen Sie die Anzahl der Zeilen für jede Tabelle.
```
psql -h $HOST_PGPOOL -U postgres -a -q -f /tmp/scripts/count-rows.sql
```
Die Ausgabe sieht in etwa so aus:
```
select COUNT(*) from tb01;
 count
--------
 300000
(1 row)

select COUNT(*) from tb02;
 count
--------
 300000
(1 row)
```
Tipp: Sie können auch pgbench verwenden, um Testdaten zu erstellen. Damit sich die Anfragen von Abfrageanfragen jedoch leichter unterscheiden lassen, empfehlen wir die Verwendung des bereitgestellten Skripts. Erstellen Sie eine Datenbank und eine Tabelle zur Abfrage während Lese-/Schreibtests.

Erzeugen Sie Testdaten.

export DB=postgres
pgbench -i -h $HOST_PGPOOL -U postgres $DB -s 50

Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

dropping old tables...
creating tables...
generating data (client-side)...
5000000 of 5000000 tuples (100%) done (elapsed 29.85 s, remaining 0.00 s)
vacuuming...
creating primary keys...
done in 36.86 s (drop tables 0.00 s, create tables 0.01 s, client-side generate 31.10 s, vacuum 1.88 s, primary keys 3.86 s).

Beenden Sie den Postgres-Client-Pod.
```
exit
```

PostgreSQL überwachen

In diesem Abschnitt sehen Sie Messwerte und richten Benachrichtigungen für Ihre PostgreSQL-Instanz ein. Sie verwenden Google Cloud Managed Service for Prometheus, um Monitoring und Benachrichtigungen durchzuführen.

Messwerte aufrufen

Ihre PostgreSQL-Bereitstellung enthält einen postgresql-exporter-Sidecar-Container. Dieser Container stellt einen /metrics-Endpunkt bereit. Google Cloud Managed Service for Prometheus ist so konfiguriert, dass die PostgreSQL-Pods an diesem Endpunkt überwacht werden. Sie können diese Messwerte über die Dashboards der Google Cloud Console aufrufen.

Die Google Cloud Console bietet verschiedene Möglichkeiten zum Erstellen und Speichern der Dashboard-Konfiguration:

Erstellung und Export: Sie können Dashboards direkt in der Google Cloud Console erstellen und dann in einem Code-Repository exportieren und speichern. Öffnen Sie dazu in der Dashboard-Symbolleiste den JSON-Editor und laden Sie die JSON-Datei des Dashboards herunter.
Speichern und Importieren: Zum Importieren eines Dashboards aus einer JSON-Datei klicken Sie auf +Dashboard erstellen und das Hochladen der JSON-Inhalte des Dashboards mithilfe des JSON-Editor-Menüs).

So visualisieren Sie Daten aus Ihrer PostgreSQL-Anwendung und Ihrem GKE-Cluster:

Erstellen Sie die folgenden Dashboards.

cd monitoring
gcloud monitoring dashboards create \
        --config-from-file=dashboard/postgresql-overview.json \
        --project=$PROJECT_ID
gcloud monitoring dashboards create \
        --config-from-file dashboard/gke-postgresql.json \
        --project $PROJECT_ID

Rufen Sie in der Google Cloud Console das Cloud Monitoring-Dashboard auf. Zum Cloud Monitoring-Dashboard
Wählen Sie in der Dashboardliste die Option Benutzerdefiniert aus. Die folgenden Dashboards werden angezeigt:
- PostgreSQL-Übersicht: Zeigt Messwerte aus der PostgreSQL-Anwendung an, einschließlich Datenbankverfügbarkeit, Datenbankgröße und Transaktionslatenz.
- GKE-PostgreSQL-Cluster: Zeigt einschließlich der CPU-, Arbeitsspeicher- und Volume-Auslastung Messwerte aus dem GKE-Cluster an, auf denen PostgreSQL ausgeführt wird.
Klicken Sie auf die einzelnen Links, um die generierten Dashboards zu untersuchen.

Warnungen einrichten

Durch Benachrichtigungen werden Sie rechtzeitig über Probleme in Ihren Anwendungen informiert und können sie dann umgehend beheben. Sie können eine Benachrichtigungsrichtlinie erstellen, um anzugeben, unter welchen Umständen und wie Sie benachrichtigt werden möchten. Sie können auch Benachrichtigungskanäle erstellen, um auszuwählen, wohin Benachrichtigungen gesendet werden sollen.

In diesem Abschnitt verwenden Sie Terraform, um die folgenden Beispielbenachrichtigungen zu konfigurieren:

db_max_transaction: Überwacht die maximale Verzögerung von Transaktionen in Sekunden. Eine Benachrichtigung wird ausgelöst, wenn der Wert größer als 10 ist.
db_node_up: Überwacht den Status von Datenbank-Pods. 0 bedeutet, dass ein Pod ausgefallen ist und eine Benachrichtigung ausgelöst wird.

So richten Sie Benachrichtigungen ein:

Konfigurieren Sie Benachrichtigungen mit Terraform.

EMAIL=YOUR_EMAIL
cd alerting/terraform
terraform init
terraform plan -var project_id=$PROJECT_ID -var email_address=$EMAIL
terraform apply -var project_id=$PROJECT_ID -var email_address=$EMAIL

Ersetzen Sie die folgenden Werte:

YOUR_EMAIL: Ihre E-Mail-Adresse.

Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

Apply complete! Resources: 3 added, 0 changed, 0 destroyed.

Stellen Sie eine Verbindung zum Client-Pod her.

cd ../../../
kubectl exec -it --namespace postgresql pg-client -- /bin/bash

Generieren Sie einen Lasttest, um die Benachrichtigung db_max_transaction zu testen.

pgbench -i -h $HOST_PGPOOL -U postgres -s 200 postgres

Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

dropping old tables...
creating tables...
generating data (client-side)...
20000000 of 20000000 tuples (100%) done (elapsed 163.22 s, remaining 0.00 s)
vacuuming...
creating primary keys...
done in 191.30 s (drop tables 0.14 s, create tables 0.01 s, client-side generate 165.62 s, vacuum 4.52 s, primary keys 21.00 s).

Die Benachrichtigung wird ausgelöst und sendet eine E-Mail an YOUR_EMAIL mit einem Betreff, der mit "[WARNUNG] Maximale Verzögerung der Transaktion" beginnt.

Rufen Sie in der Google Cloud Console die Seite „Benachrichtigungsrichtlinie“ auf.

Zur Benachrichtigungsrichtlinie
Wählen Sie db_max_transaction aus den aufgeführten Richtlinien aus. Im Diagramm sollte ein Anstieg des Lasttests angezeigt werden, der den Schwellenwert von 10 für den Prometheus-Messwert pg_stat_activity_max_tx_duration/gauge überschreitet.
Beenden Sie den Postgres-Client-Pod.
```
exit
```

PostgreSQL- und GKE-Upgrades verwalten

Versionsupdates für PostgreSQL und Kubernetes werden regelmäßig veröffentlicht. Halten Sie sich an die Best Practices für den Betrieb von Software, um Ihre Softwareumgebung regelmäßig zu aktualisieren. Standardmäßig verwaltet GKE Upgrades für Cluster und Knotenpools.

Upgrade für PostgreSQL ausführen

In diesem Abschnitt wird gezeigt, wie Sie ein Versionsupgrade für PostgreSQL ausführen können. In dieser Anleitung verwenden Sie eine Rolling Update-Strategie für das Upgrade Ihrer Pods, sodass zu keinem Zeitpunkt alle Pods ausgefallen sind.

So führen Sie ein Versionsupgrade durch:

Übertragen Sie eine aktualisierte Version des postgresql-repmgr-Images in Artifact Registry. Definieren Sie die neue Version (z. B. postgresql-repmgr 15.1.0-debian-11-r1).
```
NEW_IMAGE=us-docker.pkg.dev/$PROJECT_ID/main/bitnami/postgresql-repmgr:15.1.0-debian-11-r1
./scripts/gcr.sh bitnami/postgresql-repmgr 15.1.0-debian-11-r1
```

Lösen Sie ein Rolling Update mit kubectl aus.

kubectl set image statefulset -n postgresql postgresql-postgresql-ha-postgresql postgresql=$NEW_IMAGE
kubectl rollout restart statefulsets -n postgresql postgresql-postgresql-ha-postgresql
kubectl rollout status statefulset -n postgresql postgresql-postgresql-ha-postgresql

Das StatefulSet führt ein Rolling Update durch, beginnend mit dem höchsten Ordinalreplikat bis zum niedrigsten.

Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

Waiting for 1 pods to be ready...
waiting for statefulset rolling update to complete 1 pods at revision postgresql-postgresql-ha-postgresql-5c566ccf49...
Waiting for 1 pods to be ready...
Waiting for 1 pods to be ready...
waiting for statefulset rolling update to complete 2 pods at revision postgresql-postgresql-ha-postgresql-5c566ccf49...
Waiting for 1 pods to be ready...
Waiting for 1 pods to be ready...
statefulset rolling update complete 3 pods at revision postgresql-postgresql-ha-postgresql-5c566ccf49...

GKE-Upgrades auf Standardclustern planen

Dieser Abschnitt gilt, wenn Sie Standardcluster ausführen. Sie können proaktive Schritte ausführen und Konfigurationen festlegen, um Risiken zu minimieren und ein reibungsloseres Clusterupgrade bei der Ausführung zustandsorientierter Dienste zu ermöglichen. Dazu gehören:

Folgen Sie den Best Practices für das Upgrade von Clustern. Wählen Sie eine geeignete Upgradestrategie, um sicherzustellen, dass die Upgrades während des Wartungsfensters stattfinden:
- Wählen Sie Surge-Upgrades aus, wenn eine Kostenoptimierung wichtig ist und Ihre Arbeitslasten ein ordnungsgemäßes Herunterfahren in weniger als 60 Minuten tolerieren können.
- Wählen Sie Blau/Grün-Upgrades, wenn Ihre Arbeitslasten weniger störungstolerant sind und eine vorübergehende Kostenerhöhung aufgrund einer höheren Ressourcennutzung akzeptabel ist.
Weitere Informationen finden Sie unter Cluster aktualisieren, in dem eine zustandsorientierte Arbeitslast ausgeführt wird.
Mit dem Dienst Recommender können Sie nach Statistiken und Empfehlungen zur Einstellung suchen, um Dienstunterbrechungen zu vermeiden.
Verwenden Sie Wartungsfenster, um dafür zu Sorgen, dass Upgrades plangemäß erfolgen. Prüfen Sie vor dem Wartungsfenster, ob die Datenbanksicherungen erfolgreich waren.
Bevor Sie Traffic zu den aktualisierten MySQL-Knoten zulassen, sollten Sie Bereitschafts- und Aktivitätsprüfungen verwenden, um sicherzustellen, dass sie für den Traffic bereit sind.
Erstellen Sie Prüfungen, um zu sehen, ob die Replikation synchron ist, bevor Sie den Traffic akzeptieren. Je nach Komplexität und Umfang Ihrer Datenbank können Sie dafür benutzerdefinierte Skripts verwenden.

Datenbankverfügbarkeit während Standardclusterupgrades prüfen

Dieser Abschnitt gilt, wenn Sie Standardcluster ausführen. Wenn Sie die PostgreSQL-Verfügbarkeit während der Upgrades prüfen möchten, besteht der allgemeine Prozess darin, Traffic für die PostgreSQL-Datenbank während des Upgrades zu generieren. Verwenden Sie dann pgbench, um zu prüfen, ob die Datenbank während eines Upgrades eine Referenzebene im Vergleich zu einer vollständig verfügbaren Datenbank für den Traffic verarbeiten kann.

eine Verbindung zur PostgreSQL-Instanz herstellen

./scripts/launch-client.sh

Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

Launching Pod pg-client in the namespace postgresql ...
pod/pg-client created
waiting for the Pod to be ready
Copying script files to the target Pod pg-client ...
Pod: pg-client is healthy

Stellen Sie in Cloud Shell eine Shell-Verbindung zum Client-Pod her.
```
kubectl exec -it -n postgresql pg-client -- /bin/bash
```

Initialisieren Sie pgbench .

pgbench -i -h $HOST_PGPOOL -U postgres postgres

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um Referenzergebnisse abzurufen, um zu bestätigen, dass Ihre PostgreSQL-Anwendung während des Zeitfensters für ein Upgrade hochverfügbar ist. Um ein Basisergebnis zu erhalten, testen Sie 30 Sekunden lang mit mehreren Verbindungen über mehrere Jobs (Threads).

pgbench -h $HOST_PGPOOL -U postgres postgres -c10 -j4 -T 30 -R 200

Die Ausgabe sieht dann ungefähr so aus:

pgbench (14.5)
starting vacuum...end.
transaction type: <builtin: TPC-B (sort of)>
scaling factor: 1
query mode: simple
number of clients: 10
number of threads: 4
duration: 30 s
number of transactions actually processed: 5980
latency average = 7.613 ms
latency stddev = 2.898 ms
rate limit schedule lag: avg 0.256 (max 36.613) ms
initial connection time = 397.804 ms
tps = 201.955497 (without initial connection time)

Damit die Verfügbarkeit während der Upgrades gewährleistet ist, können Sie eine Last für Ihre Datenbank erzeugen und dafür sorgen, dass die PostgreSQL-Anwendung während des Upgrades eine konsistente Antwortrate bietet. Generieren Sie für diesen Test Traffic mit der Datenbank mithilfe des Befehls pgbench für die Datenbank. Der folgende Befehl führt pgbench eine Stunde lang aus, führt ein Targeting auf 200 TPS (Transaktionen pro Sekunde) durch und listet die Anfragerate alle zwei Sekunden auf.
```
pgbench -h $HOST_PGPOOL -U postgres postgres --client=10 --jobs=4 --rate=200 --time=3600 --progress=2 --select-only
```
Wobei:
- --client: Anzahl der simulierten Clients, also Anzahl der gleichzeitigen Datenbanksitzungen.
- --jobs: Anzahl der Worker-Threads in pgbench. Die Verwendung mehrerer Threads kann auf Multi-CPU-Maschinen hilfreich sein. Clients werden so gleichmäßig wie möglich auf die verfügbaren Threads verteilt. Der Standardwert ist 1.
- --rate: Die Rate wird in Transaktionen pro Sekunde angegeben
- --progress: Fortschrittsbericht alle Sekunden anzeigen
Die Ausgabe sieht in etwa so aus:
```
pgbench (14.5)
starting vacuum...end.
progress: 5.0 s, 354.8 tps, lat 25.222 ms stddev 15.038
progress: 10.0 s, 393.8 tps, lat 25.396 ms stddev 16.459
progress: 15.0 s, 412.8 tps, lat 24.216 ms stddev 14.548
progress: 20.0 s, 405.0 tps, lat 24.656 ms stddev 14.066
```
Kehren Sie in der Google Cloud Console zum Dashboard PostgreSQL-Übersicht in Cloud Monitoring zurück. Beachten Sie die Spitzen in den Grafiken Verbindung pro DB und Verbindung pro Pod.
Beenden Sie den Client-Pod.
```
exit
```

Löschen Sie den Client-Pod.

kubectl delete pod -n postgresql pg-client

Unterbrechung eines PostgreSQL-Dienstes simulieren

In diesem Abschnitt simulieren Sie eine Dienstunterbrechung in einem der PostgreSQL-Replikate, indem Sie den Replikationsmanager-Dienst beenden. Dadurch wird verhindert, dass der Pod Traffic an seine Peer-Replikate und seine Aktivitätsprüfungen weiterleitet.

Öffnen Sie eine neue Cloud Shell-Sitzung und konfigurieren Sie den Zugriff auf die kubectl-Befehlszeile für den primären Cluster.
```
gcloud container clusters get-credentials $SOURCE_CLUSTER \
--region=$REGION --project=$PROJECT_ID
```

Sehen Sie sich die in Kubernetes ausgegebenen PostgreSQL-Ereignisse an.

kubectl get events -n postgresql --field-selector=involvedObject.name=postgresql-postgresql-ha-postgresql-0 --watch

Simulieren Sie in der vorherigen Cloud Shell-Sitzung einen Dienstfehler, indem Sie PostgreSQL repmgr beenden.

Hängen Sie Ihre Sitzung an den Datenbankcontainer an.

kubectl exec -it -n $NAMESPACE postgresql-postgresql-ha-postgresql-0 -c postgresql -- /bin/bash

Beenden Sie den Dienst mit repmgr und entfernen Sie den Prüfpunkt und das Argument dry-run.

export ENTRY='/opt/bitnami/scripts/postgresql-repmgr/entrypoint.sh'
export RCONF='/opt/bitnami/repmgr/conf/repmgr.conf'
$ENTRY repmgr -f $RCONF node service --action=stop --checkpoint

Die für den PostgreSQL-Container konfigurierte Aktivitätsprüfung beginnt innerhalb von fünf Sekunden. Dies wird alle zehn Sekunden wiederholt, bis der Fehlerschwellenwert von sechs Fehlern erreicht wird. Sobald der Wert failureThreshold erreicht ist, wird der Container neu gestartet. Sie können diese Parameter so konfigurieren, dass die Toleranz für Aktivitätsprüfungen verringert wird, um die SLO-Anforderungen Ihrer Bereitstellung zu optimieren.

Im Ereignisstream sehen Sie, dass die Pod-Aktivitäts- und -Bereitschaftsprüfungen fehlschlagen und eine Meldung angezeigt wird, dass der Container neu gestartet werden muss. Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

0s          Normal    Killing                pod/postgresql-postgresql-ha-postgresql-0   Container postgresql failed liveness probe, will be restarted
0s          Warning   Unhealthy              pod/postgresql-postgresql-ha-postgresql-0   Readiness probe failed: psql: error: connection to server at "127.0.0.1", port 5432 failed: Connection refused...
0s          Normal    Pulled                 pod/postgresql-postgresql-ha-postgresql-0   Container image "us-docker.pkg.dev/psch-gke-dev/main/bitnami/postgresql-repmgr:14.5.0-debian-11-r10" already present on machine
0s          Normal    Created                pod/postgresql-postgresql-ha-postgresql-0   Created container postgresql
0s          Normal    Started                pod/postgresql-postgresql-ha-postgresql-0   Started container postgresql

Vorbereitung für die Notfallwiederherstellung

Damit Ihre Produktionsarbeitslasten im Falle eines Dienstunterbrechungsereignisses verfügbar bleiben, sollten Sie einen Plan zur Notfallwiederherstellung (Disaster Recovery, DR) erstellen. Weitere Informationen zur Planung der Notfallwiederherstellung finden Sie im Leitfaden zur Planung der Notfallwiederherstellung.

Die Notfallwiederherstellung für Kubernetes kann in zwei Phasen implementiert werden:

Bei der Sicherung wird ein Snapshot Ihres Zustands oder Ihrer Daten zu einem bestimmten Zeitpunkt erstellt, bevor ein Dienstunterbrechungsereignis auftritt.
Bei der Wiederherstellung wird Ihr Zustand oder Ihre Daten aus einer Sicherungskopie nach einem Notfall wiederhergestellt.

Zum Sichern und Wiederherstellen Ihrer Arbeitslasten in GKE-Clustern können Sie Backup for GKE verwenden. Sie können diesen Dienst auf neuen und vorhandenen Clustern aktivieren. Dadurch wird ein Sicherung für GKE-Agent bereitgestellt, der in Ihren Clustern ausgeführt wird. Der Agent ist für die Erfassung von Konfigurations- und Volume-Sicherungsdaten und die Orchestrierung der Wiederherstellung verantwortlich.

Sicherungen und Wiederherstellungen können für einen gesamten Cluster, einen Namespace oder eine Anwendung gelten (definiert durch Selektoren wie matchLabels).

Beispiel für ein Sicherungs- und Wiederherstellungsszenario in PostgreSQL

Das Beispiel in diesem Abschnitt zeigt, wie Sie einen Sicherungs- und Wiederherstellungsvorgang auf Anwendungsebene mit der benutzerdefinierten Ressource ProtectedApplication ausführen können.

Das folgende Diagramm zeigt die Komponentenressourcen in der ProtectedApplication, nämlich ein StatefulSet, das die postgresql-ha-Anwendung und eine Bereitstellung von pgpool darstellt, die dasselbe Label (app.kubernetes.io/name: postgresql-ha) verwenden.

Das Diagramm zeigt ein Beispiel für eine Sicherungs- und Wiederherstellungslösung für einen hochverfügbaren PostgreSQL-Cluster. — **Abbildung 2**: Beispiel für eine Sicherungs- und Wiederherstellungslösung für einen hochverfügbaren PostgreSQL-Cluster.

So bereiten Sie die PostgreSQL-Arbeitslast vor, um sie zu sichern und wiederherzustellen:

Richten Sie Umgebungsvariablen ein. In diesem Beispiel verwenden Sie eine ProtectedApplication, um die PostgreSQL-Arbeitslast und ihre Volumes aus dem GKE-Quellcluster (us-central1) wiederherzustellen, und dann in einem anderen GKE-Cluster in einer anderen Region (us-west1).

export SOURCE_CLUSTER=cluster-db1
export TARGET_CLUSTER=cluster-db2
export REGION=us-central1
export DR_REGION=us-west1
export NAME_PREFIX=g-db-protected-app
export BACKUP_PLAN_NAME=$NAME_PREFIX-bkp-plan-01
export BACKUP_NAME=bkp-$BACKUP_PLAN_NAME
export RESTORE_PLAN_NAME=$NAME_PREFIX-rest-plan-01
export RESTORE_NAME=rest-$RESTORE_PLAN_NAME

Prüfen, ob Backup for GKE in Ihrem Cluster aktiviert ist. Es sollte bereits im Rahmen der zuvor ausgeführten Terraform-Einrichtung aktiviert werden.
```
gcloud container clusters describe $SOURCE_CLUSTER \
    --project=$PROJECT_ID  \
    --region=$REGION \
    --format='value(addonsConfig.gkeBackupAgentConfig)'
```
Wenn Backup for GKE aktiviert ist, wird in der Ausgabe des Befehls enabled=True angezeigt.

Sicherungsplan einrichten und Wiederherstellung ausführen

Mit Backup for GKE können Sie einen Sicherungsplan als Cronjob erstellen. Ein Sicherungsplan enthält eine Sicherungskonfiguration, die den Quellcluster, die Auswahl der zu sichernden Arbeitslasten und die Region enthält, in der die unter diesem Plan erstellten Sicherungsartefakte gespeichert werden.

So führen Sie eine Sicherung und Wiederherstellung durch:

Prüfen Sie den Status von ProtectedApplication auf cluster-db1.

kubectl get ProtectedApplication -A

Die Ausgabe sieht dann ungefähr so aus:

NAMESPACE    NAME            READY TO BACKUP
postgresql   postgresql-ha   true

Erstellen Sie einen Sicherungsplan für die ProtectedApplication.

export NAMESPACE=postgresql
export PROTECTED_APP=$(kubectl get ProtectedApplication -n $NAMESPACE | grep -v 'NAME' | awk '{ print $1 }')

gcloud beta container backup-restore backup-plans create $BACKUP_PLAN_NAME \
--project=$PROJECT_ID \
--location=$DR_REGION \
--cluster=projects/$PROJECT_ID/locations/$REGION/clusters/$SOURCE_CLUSTER \
--selected-applications=$NAMESPACE/$PROTECTED_APP \
--include-secrets \
--include-volume-data \
--cron-schedule="0 3 * * *" \
--backup-retain-days=7 \
--backup-delete-lock-days=0

Erstellen Sie manuell eine Sicherung.

gcloud beta container backup-restore backups create $BACKUP_NAME \
--project=$PROJECT_ID \
--location=$DR_REGION \
--backup-plan=$BACKUP_PLAN_NAME \
--wait-for-completion

Richten Sie einen Wiederherstellungsplan ein.

gcloud beta container backup-restore restore-plans create $RESTORE_PLAN_NAME \
  --project=$PROJECT_ID \
  --location=$DR_REGION \
  --backup-plan=projects/$PROJECT_ID/locations/$DR_REGION/backupPlans/$BACKUP_PLAN_NAME \
  --cluster=projects/$PROJECT_ID/locations/$DR_REGION/clusters/$TARGET_CLUSTER \
  --cluster-resource-conflict-policy=use-existing-version \
  --namespaced-resource-restore-mode=delete-and-restore \
  --volume-data-restore-policy=restore-volume-data-from-backup \
  --selected-applications=$NAMESPACE/$PROTECTED_APP \
  --cluster-resource-scope-selected-group-kinds="storage.k8s.io/StorageClass","scheduling.k8s.io/PriorityClass"

Nehmen Sie die Wiederherstellung aus der Sicherung vor.

gcloud beta container backup-restore restores create $RESTORE_NAME \
  --project=$PROJECT_ID \
  --location=$DR_REGION \
  --restore-plan=$RESTORE_PLAN_NAME \
  --backup=projects/$PROJECT_ID/locations/$DR_REGION/backupPlans/$BACKUP_PLAN_NAME/backups/$BACKUP_NAME \
  --wait-for-completion

Prüfen, ob der Cluster wiederhergestellt wurde

So prüfen Sie, ob der wiederhergestellte Cluster alle Pods, PersistentVolume- und StorageClass-Ressourcen enthält:

Konfigurieren Sie den Zugriff auf die kubectl-Befehlszeile für den Sicherungscluster cluster-db2.

gcloud container clusters get-credentials $TARGET_CLUSTER --region $DR_REGION --project $PROJECT_ID

Prüfen Sie, ob das StatefulSet mit 3/3-Pods bereit ist.

kubectl get all -n $NAMESPACE

Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

NAME                                                   READY   STATUS    RESTARTS        AGE
pod/postgresql-postgresql-ha-pgpool-778798b5bd-k2q4b   1/1     Running   0               4m49s
pod/postgresql-postgresql-ha-postgresql-0              2/2     Running   2 (4m13s ago)   4m49s
pod/postgresql-postgresql-ha-postgresql-1              2/2     Running   0               4m49s
pod/postgresql-postgresql-ha-postgresql-2              2/2     Running   0               4m49s

NAME                                                   TYPE        CLUSTER-IP        EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
service/postgresql-postgresql-ha-pgpool                ClusterIP   192.168.241.46    <none>        5432/TCP   4m49s
service/postgresql-postgresql-ha-postgresql            ClusterIP   192.168.220.20    <none>        5432/TCP   4m49s
service/postgresql-postgresql-ha-postgresql-headless   ClusterIP   None              <none>        5432/TCP   4m49s
service/postgresql-postgresql-ha-postgresql-metrics    ClusterIP   192.168.226.235   <none>        9187/TCP   4m49s

NAME                                              READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/postgresql-postgresql-ha-pgpool   1/1     1            1           4m49s

NAME                                                         DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicaset.apps/postgresql-postgresql-ha-pgpool-778798b5bd   1         1         1       4m49s

NAME                                                   READY   AGE
statefulset.apps/postgresql-postgresql-ha-postgresql   3/3     4m49s

Prüfen Sie, ob alle Pods im Namespace postgres ausgeführt werden.

kubectl get pods -n $NAMESPACE

Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

postgresql-postgresql-ha-pgpool-569d7b8dfc-2f9zx   1/1     Running   0          7m56s
postgresql-postgresql-ha-postgresql-0              2/2     Running   0          7m56s
postgresql-postgresql-ha-postgresql-1              2/2     Running   0          7m56s
postgresql-postgresql-ha-postgresql-2              2/2     Running   0          7m56s

Prüfen Sie die PersistentVolumes und die StorageClass. Während des Wiederherstellungsprozesses erstellt Backup for GKE eine Proxy-Klasse in der Zielarbeitslast, um die in der Quellarbeitslast bereitgestellte StorageClass zu ersetzen (gce-pd-gkebackup-dn in der Beispielausgabe).

kubectl get pvc -n $NAMESPACE

Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

NAME                                         STATUS   VOLUME                 CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS          AGE
data-postgresql-postgresql-ha-postgresql-0   Bound    pvc-be91c361e9303f96   8Gi        RWO            gce-pd-gkebackup-dn   10m
data-postgresql-postgresql-ha-postgresql-1   Bound    pvc-6523044f8ce927d3   8Gi        RWO            gce-pd-gkebackup-dn   10m
data-postgresql-postgresql-ha-postgresql-2   Bound    pvc-c9e71a99ccb99a4c   8Gi        RWO            gce-pd-gkebackup-dn   10m

Erwartete Daten wiederherstellen

So können Sie prüfen, ob die erwarteten Daten wiederhergestellt wurden:

eine Verbindung zur PostgreSQL-Instanz herstellen

./scripts/launch-client.sh
kubectl exec -it pg-client -n postgresql -- /bin/bash

Prüfen Sie die Anzahl der Zeilen für jede Tabelle.
```
psql -h $HOST_PGPOOL -U postgres -a -q -f /tmp/scripts/count-rows.sql
select COUNT(*) from tb01;
```
Sie sollten ein ähnliches Ergebnis wie die Daten sehen, die Sie zuvor unter Test-Dataset erstellen geschrieben haben. Die Ausgabe sieht in etwa so aus:
```
300000
(1 row)
```
Beenden Sie den Client-Pod.
```
exit
```

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gcloud projects delete PROJECT_ID

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Lernziele

Architektur

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Projekt einrichten

Rollen einrichten

Umgebung einrichten

Clusterinfrastruktur erstellen

Autopilot

Informationen zur Terraform-Konfiguration

Standard

Informationen zur Terraform-Konfiguration

PostgreSQL im Cluster bereitstellen

PostgreSQL installieren

Test-Dataset erstellen

PostgreSQL überwachen

Messwerte aufrufen

Warnungen einrichten

PostgreSQL- und GKE-Upgrades verwalten

Upgrade für PostgreSQL ausführen

GKE-Upgrades auf Standardclustern planen

Datenbankverfügbarkeit während Standardclusterupgrades prüfen

Unterbrechung eines PostgreSQL-Dienstes simulieren

Vorbereitung für die Notfallwiederherstellung

Beispiel für ein Sicherungs- und Wiederherstellungsszenario in PostgreSQL

Sicherungsplan einrichten und Wiederherstellung ausführen

Prüfen, ob der Cluster wiederhergestellt wurde

Erwartete Daten wiederherstellen

Bereinigen

Projekt löschen

Nächste Schritte