Configurações regionais e multirregionais

Nesta página, descrevemos as configurações de instância e os dois tipos de configurações de instância que o Cloud Spanner oferece: configurações regionais e multirregionais. Ele também descreve as diferenças e compensações entre configurações regionais e multirregionais.

Configurações da instância

A configuração de uma instância define a localização geográfica e a replicação dos bancos de dados nessa instância. Ao criar uma instância, é necessário configurá-la como regional (todos os recursos estão contidos em uma única região do Google Cloud) ou multirregional (os recursos abrangem mais de uma região). Essa escolha é feita selecionando a configuração de uma instância, que determina onde seus dados serão armazenados para essa instância.

As configurações de instância com regiões fixas e topologias de replicação são chamadas de configurações de instância base. É possível criar configurações de instância personalizadas e adicionar outras réplicas somente leitura opcionais. Não é possível alterar a topologia de replicação das configurações de instância base. Para mais informações, consulte Réplicas somente leitura.

Também é possível mover a instância de qualquer configuração de instância para qualquer outra configuração regional ou multirregional.

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 básica, o Spanner mantém três réplicas de leitura/gravação, cada uma dentro de 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 as seguintes configurações de instância regionais básicas:

	Nome da configuração básica	Descrição do local regional	Região opcional
América
	northamerica-northeast1	Montreal Baixa emissão de carbono2
	northamerica-northeast2	Toronto Baixa emissão de carbono2
	southamerica-east1	São Paulo Baixa emissão de carbono2
	southamerica-west1	Santiago Baixa emissão de carbono2
	us-central1	Iowa Baixa emissão de carbono2	Somente leitura: asia-northeast1 1-OR asia-south1 1-OR europe-west2 1-OR europe-west9 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
	us-west1	Oregon Baixa emissão de carbono2
	us-west2	Los Angeles
	us-west3	Salt Lake City
	us-west4	Las Vegas
Europa
	europe-central2	Varsóvia
	europe-north1	Finlândia Baixa emissão de carbono2
	europe-southwest1	Madri
	europe-west1	Bélgica Baixa emissão de carbono2	Somente leitura: us-central1 1-OR us-west1 1-OR
	europe-west2	Londres Baixa emissão de carbono2
	europe-west3	Frankfurt Baixa emissão de carbono2
	europe-west4	Países Baixos
	europe-west6	Zurique Baixa emissão de carbono2
	europe-west8	Milão
	europe-west9	Paris Baixa emissão de carbono2
	europe-west10	Berlim
	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

Replicação

As configurações regionais básicas contêm três réplicas de leitura/gravação. Cada mutação do Spanner requer um quórum de gravação composto pela maioria das réplicas votantes. 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 Replicação.

É possível criar uma configuração de instância regional personalizada e adicionar réplicas somente leitura opcionais. As réplicas somente leitura podem ajudar a escalonar leituras e oferecer suporte a leituras desatualizadas de baixa latência. Essas réplicas somente leitura não fazem parte dos quórums de gravação e não afetam o SLA >= 99, 99% do Spanner para instâncias regionais. É possível adicionar locais listados na coluna Região opcional como réplicas somente leitura opcionais. Se o local desejado da réplica somente leitura não é exibido, você pode 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 os recursos de computação essenciais dentro da mesma região que sua instância do Spanner.
• Provisione capacidade de computação suficiente para manter o uso total de CPU de alta prioridade abaixo de 65%.
• Para saber a quantidade de capacidade por nó do Spanner, consulte o desempenho das configurações regionais.

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 nas seguintes situações:

• Se o aplicativo precisa ler dados de várias localizações geográficas (por exemplo, para veicular dados a usuários na América do Norte e Ásia),
• Se as gravações forem originadas de um local diferente das leituras (por exemplo, se você tiver grandes cargas de trabalho de gravação na América do Norte e grandes cargas de trabalho de leitura na Europa)

As configurações multirregionais têm outros benefícios, como:

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

As configurações multirregionais permitem replicar os dados do banco de dados, não apenas em várias zonas, mas também em muitas zonas em diversas regiões, conforme definido pela configuração da instância. Essas réplicas adicionais permitem que você leia dados com baixa latência de vários locais próximos ou dentro da região na configuração. No entanto, há vantagens e desvantagens porque, em uma configuração multirregional, as réplicas de quórum (leitura/gravação) estão espalhadas por mais de uma região. Portanto, elas podem sofrer uma latência de rede adicional quando se comunicarem entre si para votar em gravações. Em outras palavras, as configurações multirregionais permitem que seu aplicativo tenha leituras mais rápidas em mais locais ao custo de um pequeno aumento na latência de gravação.

Configurações disponíveis

O Spanner oferece as seguintes configurações básicas de instâncias multirregionais:

Um continente

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

Três continentes

Nome da configuração básica	Locais	Regiões de leitura/gravação	Regiões somente leitura	Região das Testemunhas
nam-eur-asia1	América do Norte Europa Ásia	Iowa: us-central1 L,2R Oklahoma: us-central2 2R	Bélgica: europe-west1 2R Taiwan: asia-east1 2R	Carolina do Sul: us-east1
nam-eur-asia3	América do Norte Europa Ásia	Iowa: us-central1 L,2R Carolina do Sul: 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.

• 1-OR: uma réplica opcional. Crie uma configuração de instância regional personalizada e adicione uma réplica somente leitura opcional. Para mais informações, acesse Criar 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 opcionais somente leitura. Recomendamos adicionar dois (quando possível) para ajudar a manter baixa latência de leitura. Para mais informações, acesse Criar uma configuração de instância personalizada.

• A: esta configuração de instância é restrita com uma lista de permissões. Para obter acesso, entre em contato com seu gerente técnico de contas.

Benefícios

Instâncias multirregionais oferecem estas vantagens principais:

• Disponibilidade de 99,999%: maior do que a disponibilidade de 99,99% fornecida pelas configurações regionais do Spanner.

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

• Consistência externa: mesmo que o Spanner replique em locais geograficamente distantes, ainda é possível usá-lo como se fosse um banco de dados em execução 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 base contém duas regiões designadas como regiões de leitura/gravação. Cada uma delas contém 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 disponibilizar leituras de baixa latência. As regiões que contêm réplicas somente leitura 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.

É possível criar uma configuração personalizada de instância multirregional com réplicas somente leitura opcionais. As réplicas somente leitura personalizadas que você criar não poderão ser incluídas nos quórums de gravação. É possível adicionar locais listados na coluna Região opcional como réplicas somente leitura opcionais. Se não encontrar o local de réplica somente leitura que você quer, solicite uma nova região de réplica somente leitura opcional. Para mais informações, consulte Réplicas somente leitura.

Observação: se você tiver interesse em informações mais detalhadas sobre como os dados são replicados no Spanner e sobre os diferentes tipos de réplicas e os papéis deles em leituras e gravações, consulte Replicação.

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-las ao lado das duas regiões de leitura/gravação diferentes para que nenhuma interrupção de região única não afete todo o aplicativo.
• Provisione capacidade de computação suficiente para manter o uso total de CPU de alta prioridade abaixo de 45% em cada região.
• Para saber a quantidade de capacidade por nó do Spanner, consulte o desempenho para configurações multirregionais.

Tipos de região

O Spanner tem três tipos de região: regiões de leitura/gravação, regiões somente leitura e regiões de testemunha.

Regiões de leitura/gravação

Cada configuração multirregional contém duas regiões de leitura/gravação, cada uma contendo duas réplicas de leitura/gravação.

Uma dessas regiões de leitura/gravação é designada como a região líder padrão. Um líder é selecionado a partir das réplicas na região líder padrão para cada divisão. Caso ocorra uma falha na réplica líder, a outra réplica na região líder padrão assume automaticamente a liderança. Na realidade, as líderes executam verificações de integridade em si mesmas e podem desistir da liderança preventivamente se detectarem que não estão íntegras. Na maioria dos casos, quando a região líder padrão retorna a um estado íntegro, ela retoma a liderança automaticamente.

As gravações são processadas primeiro na região líder padrão. É possível monitorar a porcentagem de réplicas em uma determinada região usando a métrica de monitoramento instance/leader_percentage_by_region. Para mais informações, consulte Métricas do Spanner.

A segunda região de leitura/gravação contém outras réplicas que atendem a leituras e participam da votação sobre a confirmação de gravações. Essas outras réplicas na segunda região de leitura/gravação estão qualificadas para serem líderes. No caso improvável da perda de todas as réplicas na região líder padrão, novas réplicas líderes são escolhidas a partir da segunda região de leitura/gravação.

Ponto-chave: coloque a maior parte das cargas de trabalho de leitura/gravação na região líder padrão. No caso de perda da região líder padrão, as cargas de trabalho de leitura/gravação são mais rápidas a partir da segunda região de leitura/gravação.

É possível configurar a região líder de um banco de dados seguindo as instruções em Alterar a região líder de um banco de dados. Para mais informações, consulte Configurar a região líder padrão.

Regiões somente leitura

As regiões somente leitura contêm réplicas somente leitura que podem disponibilizar leituras de baixa latência a clientes que estejam fora das regiões de leitura/gravação. As réplicas somente leitura mantêm uma cópia completa dos dados, que é replicada de réplicas de leitura/gravação. Eles não participam da votação sobre a confirmação de gravações, portanto, nunca contribuem para qualquer latência de gravação.

Algumas configurações multirregionais básicas contêm réplicas somente leitura. Também é possível criar uma configuração de instância personalizada e adicionar réplicas somente leitura às configurações de instância personalizadas para escalonar leituras e oferecer suporte a leituras desatualizadas de baixa latência. Todas as réplicas somente leitura estão sujeitas a custos de capacidade de computação e de armazenamento de banco de dados. Além disso, adicionar réplicas somente leitura a uma configuração de instância não altera os SLAs do Spanner da configuração da instância. Para mais informações, consulte Réplicas somente leitura.

Importante: coloque mais cargas de trabalho de leitura em regiões somente leitura.

Regiões testemunhas

Uma região testemunha contém uma réplica testemunha, que é usada para votar em gravações. As testemunhas se tornam importantes no raro caso de as regiões de leitura/gravação ficarem indisponíveis.

Importante: pense na região testemunha como uma região configurada pelo sistema para alcançar os quórums de gravação.

Mover uma instância

Você pode mover sua instância do Spanner de qualquer configuração de instância para qualquer outra configuração de instância, inclusive entre configurações regionais e multirregionais. Mover a instância não causa inatividade, e o Spanner continua a fornecer as garantias de transação habituais, incluindo consistência forte, durante a mudança.

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

Configurar a região líder padrão

Para alterar o local da região líder padrão do seu banco de dados para que fique mais próximo da conexão dos clientes e reduzir a latência do aplicativo, altere a região líder para qualquer instância do Spanner que use uma configuração multirregional. Para instruções sobre como alterar o local da região líder, consulte Alterar a região líder de um banco de dados. As únicas regiões qualificadas para se tornarem a região líder padrão do banco de dados são as regiões de leitura e gravação na configuração multirregional.

A região líder é responsável por processar todas as gravações no banco de dados. Portanto, se a maior parte do tráfego vier de uma região geográfica, será possível movê-lo para essa região para 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.

Observação: no caso de a região líder padrão falhar ou não estiver disponível, o Spanner colocará automaticamente as réplicas líderes do seu banco de dados na segunda região de leitura/gravação da configuração da instância, garantindo alta disponibilidade e nenhum impacto no aplicativo.

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

Vantagens e desvantagens: configurações regionais versus multirregionais

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

A seguir

• Saiba como criar uma instância do Spanner.
• Saiba mais sobre regiões e zonas do Google Cloud.