Configurações regionais, birregionais e multirregionais

Esta página descreve os diferentes tipos de configurações de instância disponíveis no o Spanner e as diferenças entre eles.

Configurações da instância

Uma configuração de instância do Spanner define a colocação geográfica e a replicação dos bancos de dados nessa instância. Ao criar uma instância, você precisa configurá-lo como regional, birregional ou multirregional. Para fazer essa escolha, selecione uma configuração de instância, que determina onde seus dados são armazenados para essa instância:

As configurações de instâncias com regiões fixas e topologias de replicação são chamadas de configurações de instâncias básicas. É possível criar configurações de instâncias personalizadas e adicionar outras réplicas somente leitura opcionais (disponíveis nas edições Enterprise e Enterprise Plus). Não é possível mudar a topologia de replicação das configurações de instâncias básicas. Para Para mais informações, consulte Réplicas somente leitura.

É possível mover sua instância de qualquer configuração para qualquer outra configuração regional, birregional ou multirregional (por exemplo, de us-central1 para nam3). Também é possível criar uma nova configuração de instância personalizada com réplicas adicionais e mover a instância para a nova configuração. Por exemplo, se a instância estiver em us-central1 e você quiser adicionar uma réplica us-west1 somente leitura, crie uma nova configuração de instância personalizada com us-central1 como configuração de base e adicione us-west1 como uma réplica somente leitura. Em seguida, mova a instância para a nova configuração personalizada.

Configurações regionais

Os serviços do Google Cloud estão disponíveis em locais da América do Norte, América do Sul, Europa, Ásia e Austrália. Se os seus usuários e serviços estão localizados em uma única região, escolha uma configuração de instância regional para ter leituras e gravações com a menor latência.

Para qualquer configuração regional de base, o Spanner mantém três réplicas de leitura e gravação, cada uma em uma zona diferente do Google Cloud nessa região. Cada réplica de leitura/gravação contém uma cópia completa do seu banco de dados operacional que pode atender a solicitações de leitura/gravação e somente leitura. O Spanner usa réplicas em diferentes zonas para que, caso ocorra uma falha em uma única zona, o banco de dados permaneça disponível.

Configurações disponíveis

O Spanner oferece a seguinte instância regional básica de configuração:

Nome da configuração básica Descrição do local regional Região opcional
América
northamerica-northeast1 Montreal Ícone de folha Baixa emissão de carbono
northamerica-northeast2 Toronto Ícone de folha Baixa emissão de carbono
southamerica-east1 São Paulo Ícone de folha Baixa emissão de carbono
southamerica-west1 Santiago Ícone de folha Baixo CO2
us-central1 Iowa Ícone de folha Baixa emissão de carbono Somente leitura: asia-northeast1 1-OR
asia-south1 1-OR
europe-west2 1-OR
europe-west9 1-OR
us-west3 1-OR
us-east1 Carolina do Sul Somente leitura: us-central1 1-OR
us-west1 1-OR
us-east4 Norte da Virgínia
us-east5 Columbus
us-south1 Dallas Ícone de folha Baixa emissão de carbono
us-west1 Oregon Ícone de folha Baixa emissão de carbono
us-west2 Los Angeles
us-west3 Salt Lake City
us-west4 Las Vegas
Europa
europe-central2 Varsóvia
europe-north1 Finlândia Ícone de folha Baixa emissão de carbono
europe-southwest1 Madri Ícone de folha Baixa emissão de carbono
europe-west1 Bélgica Ícone de folha Baixa emissão de carbono Somente leitura: us-central1 1-OR
us-west1 1-OR
europe-west2 Londres Ícone de folha Baixa emissão de carbono
europe-west3 Frankfurt Ícone de folha Baixa emissão de carbono
europe-west4 Países Baixos Ícone de folha Baixo CO2
europe-west6 Zurique Ícone de folha Baixa emissão de carbono
europe-west8 Milão
europe-west9 Paris Ícone de folha Baixo CO2
europe-west10 Berlim Ícone de folha Baixo CO2
europe-west12 Turim
Ásia-Pacífico
asia-east1 Taiwan
asia-east2 Hong Kong
asia-northeast1 Tóquio
asia-northeast2 Osaka
asia-northeast3 Seul
asia-south1 Mumbai
asia-south2 Délhi
asia-southeast1 Singapura
asia-southeast2 Jacarta
australia-southeast1 Sydney
australia-southeast2 Melbourne
Oriente Médio
me-central1 Doha
me-central2 Damã
me-west1 Tel Aviv
África
africa-south1 Johannesburgo

Replicação

As configurações regionais básicas contêm três réplicas de leitura/gravação. Todos os Spanner a mutação requer um quórum de gravação composto por uma maioria réplicas. Os quóruns de gravação são formados a partir de duas das três réplicas em configurações regionais. Para mais informações sobre regiões líderes e réplicas de votação, consulte Cópias.

É possível criar uma configuração de instância regional personalizada e adicionar réplicas somente leitura opcionais. As réplicas somente leitura podem ajudar a dimensionar leituras e oferecer suporte a leituras desatualizadas de baixa latência. Essas réplicas de leitura somente não participam dos quóruns de gravação e não afetam o SLA de 99,99% do Spanner para instâncias regionais. É possível adicionar locais listados na coluna "Região opcional" como réplicas somente leitura opcionais. Se você não vir o local escolhido para a réplica somente leitura, é possível solicitar uma nova região de réplica somente leitura opcional. Para mais informações, consulte Réplicas somente leitura.

Práticas recomendadas de desempenho para configurações regionais

Para um desempenho ideal, siga estas práticas recomendadas:

  • Crie um esquema que previna uso excessivo do ponto de acesso e outros problemas de desempenho.
  • Coloque recursos de computação essenciais na mesma região instância do Spanner.
  • Provisione capacidade de computação suficiente para manter uso total de CPU de alta prioridade abaixo de 65%.
  • Para informações sobre a quantidade de capacidade de processamento por Spanner consulte Desempenho para configurações regionais.

Configurações de duas regiões

As configurações de duas regiões permitem replicar os dados do banco de dados em várias zonas em duas regiões de um único país, conforme definido pela configuração da instância.

As configurações birregionais fazem o seguinte:

  • Disponibiliza leituras de duas regiões em um único país.
  • Oferecer disponibilidade e SLAs maiores do que as configurações regionais.
  • Atenda aos requisitos de residência de dados.

O Spanner oferece configurações birregionais na Austrália, Alemanha, Índia e Japão.

Para informações sobre a capacidade de processamento por nó do Spanner, consulte Desempenho para configurações birregionais.

Configurações disponíveis

O Spanner oferece as seguintes configurações de instâncias birregionais:

Nome da configuração básica Local do recurso Regiões
dual-region-australia1 au (Austrália) Sydney: australia-southeast1 L,2RW+1W
Melbourne: australia-southeast2 2RW+1W
dual-region-germany1 de (Alemanha) Berlim: europe-west10 L,2RW+1W
Frankfurt: europe-west3 2RW+1W
dual-region-india1 em (Índia) Mumbai: asia-south1 L,2RW+1W
Delhi: asia-south2 2RW+1W
dual-region-japan1 jp (Japão) Tóquio: asia-northeast1 L,2RW+1W
Osaka: asia-northeast2 2RW+1W

Vantagens

As instâncias de duas regiões oferecem estes benefícios principais:

  • 99,999% de disponibilidade: em duas regiões no mesmo país, que é maior que a disponibilidade de 99,99% que os requisitos regionais do Google Cloud fornecem.

  • Distribuição de dados: replica automaticamente seus dados entre os dois. regiões com garantia de consistência forte.

  • Requisitos de residência de dados: atende aos requisitos de residência de dados nos países listados em Configurações disponíveis de região dupla.

Replicação

Um local birregional contém seis réplicas, três em cada região. Uma das regiões é designada como a região líder padrão (listada na tabela anterior). Você É possível alterar a região líder de um banco de dados. Em cada região, há duas réplicas de leitura/gravação e uma réplica de testemunha. Quando ambas as regiões são íntegro e em execução em uma configuração birregional, o quórum será estabelecidos em todas as seis réplicas. É necessário ter pelo menos duas réplicas em cada região para formar um quórum e confirmar uma transação.

Failover e failback

Depois de criar uma configuração birregional, será possível visualizar o Métrica Disponibilidade de quórum birregional nos Insights do sistema mais avançado. Essa métrica só está disponível para configurações birregionais. Ela mostra a integridade de três quóruns:

  • O quórum de duas regiões, que usa os seguintes nomes de código:
    • au para Austrália
    • de para a Alemanha
    • in para a Índia
    • asia1 para o Japão
  • O quórum de região única em cada região (por exemplo, asia-south1 e asia-south2)

A métrica tem um menu suspenso "Disponibilidade de quórum" que mostra quais regiões estão no modo íntegro ou de interrupção.

A métrica Disponibilidade de quórum birregional ajuda você a tornar decisões de quando fazer failover em caso de falhas regionais. O failover autogerido geralmente é concluído em um minuto. Para failover e failback manualmente, consulte Alterar quórum de região birregional. O Spanner também dá suporte a failovers automáticos gerenciados pelo Google, pode levar até 45 minutos a partir do momento em que a falha ocorre pela primeira vez detectado.

Considere o seguinte ao tomar decisões sobre failover e failback:

  • Se todos os três quóruns estiverem íntegros, nenhuma ação será necessária.

  • Se uma das regiões sofrer interrupção, é provável que haja e a interrupção do serviço. Isso pode fazer com que os bancos de dados em execução no quórum birregional para ter menos disponibilidade. As gravações também podem falhar porque um quórum não pode ser estabelecido e as transações eventualmente expiram. Usando o painel de insights do sistema, observe as taxas de erro e a latência no seu banco de dados. Se houver aumento das taxas de erro ou da latência, recomendamos fazer failover, o que significa alterar o quórum de região birregional de local birregional para a região que ainda está íntegra. Depois que a região interrompida voltar a funcionar, você precisa fazer o failover, mudando o quórum de duas regiões de uma única região para duas regiões. O Google executa automaticamente o failover e o failback quando detecta uma interrupção regional. Também é possível fazer failover manualmente se você detectar uma interrupção. No entanto, você precisa se lembrar de fazer o failback manualmente caso tenha realizado um failover manual.

  • Se o quórum de região birregional mostrar interrupção mesmo que as duas regiões únicas estão íntegras, então há um problema de particionamento de rede. As duas regiões são não conseguem mais se comunicar uns com os outros, então cada um se mostra saudável, mesmo embora o sistema geral não seja. Nesse caso, recomendamos que você para a região líder padrão. Depois que o problema da partição de rede resolvido e o quórum de região birregional retornar ao estado íntegro, será necessário o failback.

O tipo birregional oferece nenhum objetivo de ponto de recuperação (RPO) porque não perda de dados durante uma interrupção regional ou quando surge um problema de partição de rede.

Para verificar o modo (único ou duplo) do quórum de região dupla, consulte Verificar o quórum de região dupla.

Práticas recomendadas de failover e failback

As práticas recomendadas de failover e failback incluem:

  • Não faça failover para uma única região se não houver falhas ou interrupções na região antes que ocorram mudanças. O failover para uma única região aumenta a possibilidade e a indisponibilidade do sistema caso essa região falhe.
  • Tenha cuidado ao selecionar a região para o failover. A escolha de uma região errada para failover resulta na indisponibilidade do banco de dados, que não pode ser recuperada antes que a região volte a ficar on-line. Para verificar, use um script bash para verificar a integridade da sua região antes de fazer o failover.
  • Se a região com problemas for a líder padrão, mude a região líder padrão para a região de failover depois de executar o failover. Depois de confirmar que as duas regiões estão íntegras novamente, execute o failback e mude a região líder de volta para a região líder original.
  • Se você tiver realizado um failover manual, lembre-se de fazer o failback manualmente.

Limitações

As configurações de região dupla têm as seguintes limitações:

Configurações multirregionais

As configurações regionais do Spanner replicam dados entre várias zonas em uma única região. No entanto, uma configuração regional pode não ser ideal se:

  • Muitas vezes, o aplicativo precisa ler dados de vários locais geográficos (por exemplo, para fornecer dados aos usuários na América do Norte e na Ásia).
  • As gravações têm origem em um local diferente das leituras (por exemplo, se você tiver cargas de trabalho de gravação grandes na América do Norte e cargas de trabalho de leitura grandes na Europa).

As configurações multirregionais podem:

  • Disponibilize gravações de várias regiões.
  • Mantenha a disponibilidade em caso de falhas regionais.
  • Oferecer disponibilidade e SLAs maiores do que as configurações regionais.

As configurações multirregionais permitem replicar os dados do banco de dados em várias zonas em diversas regiões, conforme definido pela configuração da instância. Essas réplicas extras permitem que você leia dados com menor latência de vários locais próximos ou dentro da região na configuração.

No entanto, há vantagens e desvantagens, porque em uma configuração multirregional, o quórum As réplicas de leitura/gravação são distribuídas por mais de uma região. Talvez você note latência de rede adicional quando as réplicas se comunicam entre si para para formar um quórum de gravação. As leituras não exigem um quórum. O resultado é que seus o aplicativo realiza leituras mais rápidas em mais lugares ao custo de um pequeno aumento na latência de gravação. Para mais informações, consulte O papel das réplicas em gravações e leituras.

Configurações disponíveis

O Spanner oferece a seguinte instância multirregional básica de configuração:

Um continente

Nome da configuração básica Local do recurso Regiões de leitura/gravação Regiões somente leitura Região de testemunha Região opcional
asia1 asia1 Tóquio: asia-northeast1 L,2R
Osaka: asia-northeast2 2R
Nenhum Seul: asia-northeast3 Somente leitura: us-west1 1-OR
us-east5 1-OR
asia2 R asia2 Mumbai: asia-south1 L,2R
Delhi: asia-south2 2R
Singapura: asia-southeast1 1R
Nenhum Nenhum
eur3 eur3 Bélgica: europe-west1 L,2R
Países Baixos: europe-west4 2R
Nenhum Finlândia: europe-north1
eur5 eur5 Londres: europe-west2 L,2R
Bélgica: europe-west1 2R
Nenhum Países Baixos: europe-west4 Somente leitura: us-central1 1-OR
us-east1 1-OR
eur6 eur6 Países Baixos: europe-west4 L,2R
Frankfurt: europe-west3 2R
Nenhum Zurique: europe-west6 Somente leitura: us-east1 2-OR
nam3 nam3 Virgínia do Norte: us-east4 L,2R
Carolina do Sul: us-east1 2R
Nenhum Iowa: us-central1 Somente leitura: us-west2 1-OR
asia-southeast1 1-OR
asia-southeast2 1-OR
europe-west1 1-OR
europe-west2 1-OR
nam6 nam6 Iowa: us-central1 L,2R
Carolina do Sul: us-east1 2R
Oregon: us-west1 1R
Los Angeles: us-west2 1R
Oklahoma: us-central2
nam7 nam7 Iowa: us-central1 L,2R
Virgínia do Norte: us-east4 2R
Nenhum Oklahoma: us-central2 Somente leitura: us-east1 2-OR
us-south1 1-OR
europe-west1 2-OR
nam8 nam8 Los Angeles: us-west2 L,2R
Oregon: us-west1 2R
Nenhum Salt Lake City: us-west3 Somente leitura: asia-southeast1 2-OR
europe-west2 2-OR
nam9 nam9 Virgínia do Norte: us-east4 L,2R
Iowa: us-central1 2R
Oregon: us-west1 2R Carolina do Sul: us-east1
nam10 nam10 Iowa: us-central1 L,2R
Salt Lake City: us-west3 2R
Nenhum Oklahoma: us-central2
nam11 nam11 Iowa: us-central1 L,2R
Carolina do Sul: us-east1 2R
Nenhum Oklahoma: us-central2 Somente leitura: us-west1 1-OR
nam12 nam12 Iowa: us-central1 L,2R
Virgínia do Norte: us-east4 2R
Oregon: us-west1 2R Oklahoma: us-central2
nam13 nam13 Oklahoma: us-central2 L,2R
Iowa: us-central1 2R
Nenhum Salt Lake City: us-west3
nam14 nam14 Virgínia do Norte: us-east4 L,2R
Montreal: northamerica-northeast1 2R
Nenhum Carolina do Sul: us-east1
nam15 nam15 Dallas: us-south1 L,2R
Virgínia do Norte: us-east4 2R
Nenhum Iowa: us-central1
nam16 us (Estados Unidos) Iowa: us-central1 L,2R
Virgínia do Norte: us-east4 2R
Nenhum Columbus: us-east5 Somente leitura: us-west2 2-OR

Três continentes

Nome da configuração básica Local do recurso Regiões de leitura/gravação Regiões somente leitura Região de testemunha Região opcional
nam-eur-asia1 nam-eur-asia1 Iowa: us-central1 L,2R
Oklahoma: us-central2 2R
Bélgica: europe-west1 2R
Taiwan: asia-east1 2R
Carolina do Sul: us-east1 Somente leitura: us-west2 1-OR
nam-eur-asia3 nam-eur-asia3 Iowa: us-central1 L,2R
Sul Carolina: us-east1 2R
Bélgica: europe-west1 1R
Países Baixos: europe-west4 1R
Taiwan: asia-east1 2R
Oklahoma: us-central2
  • L: região líder padrão. Para mais informações, consulte Modificar a região líder de um banco de dados.

  • 1R: uma réplica na região.

  • 2R: duas réplicas na região.

  • 2RW+1W: duas réplicas de leitura/gravação e uma réplica de testemunha na região.

  • 1-OR: uma réplica opcional. É possível criar uma configuração de instância regional personalizada e adicionar uma réplica opcional somente leitura. Para mais informações, consulte Crie uma configuração de instância personalizada.

  • 2-OR: até duas réplicas opcionais. É possível criar uma configuração de instância regional personalizada e adicionar uma ou duas réplicas somente leitura opcionais. Recomendamos adicionar dois (quando possível) para ajudar a manter a baixa latência de leitura. Para mais informações, consulte Criar uma configuração de instância personalizada.

  • R: Esta configuração de instância é restrita com um lista de permissões. Para ter acesso, entre em contato com seu gerente técnico de contas.

O local do recurso para uma configuração de instância multirregional determina a garantia da zona de recuperação de desastres para a configuração. Ela define onde os dados são armazenados em repouso.

Vantagens

Instâncias multirregionais oferecem estas vantagens principais:

  • Disponibilidade de 99,999%, maior do que a disponibilidade de 99,99% que As configurações regionais do Spanner fornecem.

  • Distribuição de dados: o Spanner replica automaticamente seus dados entre regiões com garantias fortes de consistência. Isso permite que seus dados sejam armazenados onde serão utilizados, o que pode reduzir a latência e melhorar a experiência do usuário.

  • Consistência externa: mesmo que o Spanner replique entre locais geograficamente distantes, ainda é possível usar o Spanner como se ele eram bancos de dados executados em uma única máquina. As transações têm a garantia de serem serializáveis, e a ordem das transações dentro do banco de dados é a mesma em que os clientes observam as transações que foram confirmadas. A consistência externa é uma garantia mais forte do que a "consistência forte", que é oferecida por alguns outros produtos. Saiba mais sobre essa propriedade em TrueTime e consistência externa.

Replicação

Cada configuração multirregional básica contém duas regiões designadas como regiões de leitura/gravação, cada uma com duas réplicas de leitura/gravação. Uma dessas regiões de leitura/gravação é designada como a região líder padrão, o que significa que ela contém as réplicas líderes do seu banco de dados. O Spanner também coloca uma réplica testemunha em uma terceira região chamada região testemunha.

Cada vez que o cliente emite uma mutação para seu banco de dados, forma-se um quórum de gravação, que consiste em uma das réplicas da região líder padrão e quaisquer duas das quatro réplicas votantes adicionais. O quórum pode ser formado por réplicas de duas ou três das regiões que compõem suas configurações, dependendo de quais outras réplicas participam da votação. Além dessas cinco réplicas votantes, algumas configurações multirregionais básicas contêm réplicas somente leitura para atender a leituras de baixa latência. As regiões que contêm imagens réplicas são chamadas de regiões somente leitura.

Em geral, as regiões votantes em uma configuração multirregional são colocadas geograficamente próximas (uma distância inferior a 1.600 km) para formar um quórum de baixa latência que permite gravações rápidas (saiba mais). No entanto, as regiões ainda estão suficientemente distantes, geralmente algumas centenas de quilômetros, para evitar falhas coordenadas. Além disso, se o aplicativo cliente estiver em uma região que não é líder, o Spanner vai usar o roteamento com reconhecimento de líder para rotear transações de leitura e gravação dinamicamente e reduzir a latência no banco de dados. Para mais informações, consulte Roteamento ciente do líder.

É possível criar uma configuração personalizada de instâncias multirregionais com réplicas somente leitura opcionais. Todas as réplicas somente leitura personalizadas que você criar não podem ser incluídas nos quóruns de gravação. É possível adicionar locais listados na coluna "Região opcional" como réplicas somente leitura opcionais. Se você não vir seu local da réplica somente leitura escolhido, é possível solicitar uma nova região de réplica somente leitura opcional. Para mais informações, consulte Réplicas somente leitura.

Práticas recomendadas de desempenho para configurações multirregionais

Para um desempenho ideal, siga estas práticas recomendadas:

  • Crie um esquema que previna uso excessivo do ponto de acesso e outros problemas de desempenho.
  • Coloque os recursos de computação para cargas de trabalho de gravação pesadas dentro ou próximos da região líder padrão para conseguir a latência de gravação ideal.
  • Use uma inatividade de pelo menos 15 segundos para ter o desempenho de leitura ideal fora da região líder padrão.
  • Coloque os recursos de computação essenciais em, no mínimo, duas regiões para evitar a dependência de uma única região para suas cargas de trabalho. Uma boa opção é colocá-los ao lado das duas regiões de leitura e gravação diferentes para que qualquer interrupção de região única não afete todos os aplicativos.
  • Provisione capacidade de computação suficiente para manter uso total de CPU de alta prioridade abaixo de 45% em cada região.
  • Para informações sobre a quantidade de capacidade de processamento por Spanner consulte Desempenho para configurações multirregionais.

Mover uma instância

É possível mover sua instância do Spanner de qualquer configuração para qualquer outra configuração, incluindo configurações regionais e multirregionais. Mover a instância não causa inatividade, e o Spanner continua a fornecer as garantias de transação comuns, incluindo consistência forte, durante a migração.

Para saber mais sobre a movimentação de instâncias do Spanner, consulte Mover uma instância.

Configurar a região líder padrão

Para que o local da região líder padrão do banco de dados fique mais próximo de conectando clientes para reduzir a latência do aplicativo, é possível alterar para qualquer instância do Spanner que use uma região birregional ou configuração multirregional. Para instruções sobre como mudar o local da região líder, consulte Mudar a região líder de um banco de dados. As únicas regiões qualificadas para se tornar a região líder padrão do seu banco de dados são as regiões de leitura/gravação no seu local birregional ou multirregional configuração do Terraform.

A região líder é responsável por todas as gravações do banco de dados. Portanto, se a maior parte do seu tráfego é proveniente de uma região geográfica, é recomendável movê-la para essa região a fim de reduzir a latência. Atualizar a região líder padrão é barato e não envolve transferências de dados. O novo valor leva alguns minutos para entrar em vigor.

Alterar a região líder padrão é uma mudança de esquema, que usa uma operação de longa duração. Se necessário, é possível Confira o status da operação de longa duração.

Vantagens e desvantagens: configurações regionais, birregionais e multirregionais

Configuração Disponibilidade Latência Custo Localidade dos dados
Regional 99,99% Menores latências de gravação dentro da região. Custo mais baixo, consulte a tabela de preços. Permite a governança de dados geográficos.
Birregional 99,999% Menores latências de leitura de duas regiões geográficas e um pequeno aumento na latência de gravação. Custo mais elevado, consulte a tabela de preços. Distribui dados por duas regiões de um único país.
Multirregional 99,999% Menores latências de leitura de várias regiões geográficas um pequeno aumento na latência de gravação. Custo mais elevado, consulte a tabela de preços. Distribui dados em várias regiões dentro da configuração.

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