Implantar um banco de dados PostgreSQL altamente disponível no Serviço Kubernetes do Azure (AKS)

Neste artigo, você implanta um banco de dados PostgreSQL altamente disponível no AKS.

• Se você ainda precisar criar a infraestrutura necessária para essa implantação, siga as etapas em Criar infraestrutura para implantar um banco de dados PostgreSQL altamente disponível no AKS para ser configurado e retorne a este artigo.

Criar segredo para usuário da aplicação de bootstrap

1. Gere um segredo para validar a implantação do PostgreSQL por login interativo de um utilizador da aplicação bootstrap usando o comando kubectl create secret.

PG_DATABASE_APPUSER_SECRET=$(echo -n | openssl rand -base64 16)

kubectl create secret generic db-user-pass \
    --from-literal=username=app \
     --from-literal=password="${PG_DATABASE_APPUSER_SECRET}" \
     --namespace $PG_NAMESPACE \
     --context $AKS_PRIMARY_CLUSTER_NAME

1. Valide se o segredo foi criado com êxito usando o kubectl get comando.

   kubectl get secret db-user-pass --namespace $PG_NAMESPACE --context $AKS_PRIMARY_CLUSTER_NAME
   

Definir variáveis de ambiente para o cluster PostgreSQL

• Implante um ConfigMap para configurar o operador CNPG usando o comando a seguir kubectl apply . Esses valores substituem a alternância herdada ENABLE_AZURE_PVC_UPDATES, que já não é necessária, e ajudam a gerir a atualização e a acelerar as reconexões de réplicas. Antes de colocar essa configuração em produção, valide se todas as configurações existentes DRAIN_TAINTS nas quais você confia permanecem compatíveis com seu ambiente do Azure.

  cat <<EOF | kubectl apply --context $AKS_PRIMARY_CLUSTER_NAME -n $PG_NAMESPACE -f -
  apiVersion: v1
  kind: ConfigMap
  metadata:
      name: cnpg-controller-manager-config
  data:
      CLUSTERS_ROLLOUT_DELAY: '120'
      STANDBY_TCP_USER_TIMEOUT: '10'
  EOF
  

Instalar o PodMonitors do Prometheus

Prometheus coleta dados do CNPG usando as regras de gravação armazenadas no repositório de amostras do GitHub CNPG. Como o PodMonitor gerido pelo operador está a ser preterido, crie e gerencie o recurso do PodMonitor você mesmo para poder adaptá-lo à sua pilha de monitorização.

1. Adicione o repositório Prometheus Community Helm usando o helm repo add comando.

   helm repo add prometheus-community \
       https://prometheus-community.github.io/helm-charts
   

2. Atualize o repositório Helm da comunidade Prometheus e instale-o no cluster primário utilizando o comando helm upgrade com o parâmetro --install.

   helm upgrade --install \
       --namespace $PG_NAMESPACE \
       -f https://raw.githubusercontent.com/cloudnative-pg/cloudnative-pg/main/docs/src/samples/monitoring/kube-stack-config.yaml \
       prometheus-community \
       prometheus-community/kube-prometheus-stack \
       --kube-context=$AKS_PRIMARY_CLUSTER_NAME
   

3. Crie um PodMonitor para o cluster. A equipe do CNPG está substituindo o PodMonitor gerenciado pelo operador, então agora você o gerencia diretamente:

   cat <<EOF | kubectl apply --context $AKS_PRIMARY_CLUSTER_NAME --namespace $PG_NAMESPACE -f -
   apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
   kind: PodMonitor
   metadata:
     name: $PG_PRIMARY_CLUSTER_NAME
     namespace: ${PG_NAMESPACE}
     labels:
       cnpg.io/cluster: ${PG_PRIMARY_CLUSTER_NAME}
   spec:
     selector:
       matchLabels:
         cnpg.io/cluster: ${PG_PRIMARY_CLUSTER_NAME}
     podMetricsEndpoints:
       - port: metrics
   EOF
   

Criar uma credencial federada

Nesta seção, você cria uma credencial de identidade federada para backup do PostgreSQL para permitir que o CNPG use a identidade de carga de trabalho AKS para autenticar no destino da conta de armazenamento para backups. O operador CNPG cria uma conta de serviço Kubernetes com o mesmo nome do cluster usado no manifesto de implantação do cluster CNPG.

1. Obtenha a URL do emissor OIDC do cluster usando o az aks show comando.

   export AKS_PRIMARY_CLUSTER_OIDC_ISSUER="$(az aks show \
       --name $AKS_PRIMARY_CLUSTER_NAME \
       --resource-group $RESOURCE_GROUP_NAME \
       --query "oidcIssuerProfile.issuerUrl" \
       --output tsv)"
   

2. Crie uma credencial de identidade federada usando o az identity federated-credential create comando.

   az identity federated-credential create \
       --name $AKS_PRIMARY_CLUSTER_FED_CREDENTIAL_NAME \
       --identity-name $AKS_UAMI_CLUSTER_IDENTITY_NAME \
       --resource-group $RESOURCE_GROUP_NAME \
       --issuer "${AKS_PRIMARY_CLUSTER_OIDC_ISSUER}" \
       --subject system:serviceaccount:"${PG_NAMESPACE}":"${PG_PRIMARY_CLUSTER_NAME}" \
       --audience api://AzureADTokenExchange
   

Implantar um cluster PostgreSQL altamente disponível

Nesta seção, você implanta um cluster PostgreSQL altamente disponível usando a definição de recurso personalizada (CRD) do Cluster CNPG.

Parâmetros CRD do cluster

A tabela a seguir descreve as principais propriedades definidas no manifesto de implantação do YAML para o CRD do Cluster:

Para isolar ainda mais as cargas de trabalho do PostgreSQL, você pode adicionar uma mancha (por exemplo, node-role.kubernetes.io/postgres=:NoSchedule) aos nós do plano de dados e substituir a amostra nodeSelector/tolerations pelos valores recomendados pelo CloudNativePG. Se você adotar essa abordagem, rotule os nós de acordo e confirme se as políticas do autoscaler do AKS estão alinhadas com sua topologia.

Parâmetros de desempenho do PostgreSQL

O desempenho do PostgreSQL depende muito dos recursos subjacentes e da carga de trabalho do cluster. A tabela a seguir fornece orientações básicas para um cluster de três nós utilizando nós D4s v3 padrão, com 16 GiB de memória. Trate esses valores como um ponto de partida e ajuste-os assim que entender seu perfil de carga de trabalho:

Implantando o PostgreSQL

2. Valide se o cluster PostgreSQL primário foi criado com êxito usando o kubectl get comando. O CRD do Cluster CNPG especificou três instâncias, que podem ser validadas exibindo pods em execução assim que cada instância é criada e unida para replicação. Seja paciente, pois pode levar algum tempo para que as três instâncias fiquem online e se juntem ao cluster.

   kubectl get pods --context $AKS_PRIMARY_CLUSTER_NAME --namespace $PG_NAMESPACE -l cnpg.io/cluster=$PG_PRIMARY_CLUSTER_NAME
   

   Exemplo de saída

   NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   pg-primary-cnpg-r8c7unrw-1   1/1     Running   0          4m25s
   pg-primary-cnpg-r8c7unrw-2   1/1     Running   0          3m33s
   pg-primary-cnpg-r8c7unrw-3   1/1     Running   0          2m49s
   

kubectl cnpg destroy [cnpg-cluster-name] [instance-number]  

Validar se o Prometheus PodMonitor está em execução

O PodMonitor criado manualmente vincula a configuração de scrape do kube-prometheus-stack aos pods CNPG implantados anteriormente.

Valide se o PodMonitor está em execução usando o kubectl get comando.

kubectl --namespace $PG_NAMESPACE \
    --context $AKS_PRIMARY_CLUSTER_NAME \
    get podmonitors.monitoring.coreos.com \
    $PG_PRIMARY_CLUSTER_NAME \
    --output yaml

Exemplo de saída

kind: PodMonitor
metadata:
  labels:
    cnpg.io/cluster: pg-primary-cnpg-r8c7unrw
  name: pg-primary-cnpg-r8c7unrw
  namespace: cnpg-database
spec:
  podMetricsEndpoints:
  - port: metrics
  selector:
    matchLabels:
      cnpg.io/cluster: pg-primary-cnpg-r8c7unrw

Se estiveres a usar o Azure Monitor for Managed Prometheus, precisarás de adicionar outro monitor de pod usando o nome personalizado do grupo. O Managed Prometheus não pega as definições de recursos personalizados (CRDs) da comunidade Prometheus. Além do nome do grupo, os CRDs são os mesmos. Esse design permite que os monitores de pod para o Managed Prometheus funcionem ao lado dos monitores de pod que utilizam o CRD da comunidade. Se não estiver a utilizar o Managed Prometheus, pode ignorar esta secção. Crie um novo pod de monitorização:

cat <<EOF | kubectl apply --context $AKS_PRIMARY_CLUSTER_NAME --namespace $PG_NAMESPACE -f -
apiVersion: azmonitoring.coreos.com/v1
kind: PodMonitor
metadata:
  name: cnpg-cluster-metrics-managed-prometheus
  namespace: ${PG_NAMESPACE}
  labels:
    azure.workload.identity/use: "true"
    cnpg.io/cluster: ${PG_PRIMARY_CLUSTER_NAME}
spec:
  selector:
    matchLabels:
      azure.workload.identity/use: "true"
      cnpg.io/cluster: ${PG_PRIMARY_CLUSTER_NAME}
  podMetricsEndpoints:
    - port: metrics
EOF

Verifique se o monitor pod foi criado (observe a diferença no nome do grupo).

kubectl --namespace $PG_NAMESPACE \
    --context $AKS_PRIMARY_CLUSTER_NAME \
    get podmonitors.azmonitoring.coreos.com \
    -l cnpg.io/cluster=$PG_PRIMARY_CLUSTER_NAME \
    -o yaml

Opção A - Espaço de trabalho do Azure Monitor

Depois de implantar o cluster Postgres e o monitor de pod, você pode exibir as métricas usando o portal do Azure em um espaço de trabalho do Azure Monitor.

Opção B - Grafana Gerenciado

Como alternativa, depois de implantar o cluster Postgres e os monitores pod, você pode criar um painel de métricas na instância do Grafana Gerenciado criada pelo script de implantação para visualizar as métricas exportadas para o espaço de trabalho do Azure Monitor. Você pode acessar o Managed Grafana por meio do portal do Azure. Navegue até a instância do Managed Grafana criada pelo script de implantação e selecione o link Endpoint conforme mostrado aqui:

Selecionar o link Endpoint abre uma nova janela do navegador onde você pode criar painéis na instância do Managed Grafana. Seguindo as instruções para configurar uma fonte de dados do Azure Monitor, você pode adicionar visualizações para criar um painel de métricas do cluster Postgres. Depois de configurar a conexão da fonte de dados, no menu principal, selecione a opção Fontes de dados. Você deverá ver um conjunto de opções de fonte de dados para a conexão, conforme mostrado aqui:

Na opção Managed Prometheus, selecione a opção para criar um painel para abrir o editor de painel. Depois que a janela do editor abrir, selecione a opção Adicionar visualização e, em seguida, selecione a opção Managed Prometheus para procurar as métricas do cluster Postgres. Depois de selecionar a métrica que deseja visualizar, selecione o botão Executar consultas para buscar os dados para a visualização, conforme mostrado aqui:

Selecione o ícone Salvar para adicionar o painel ao seu painel. Você pode adicionar outros painéis selecionando o botão Adicionar no editor de painel e repetindo esse processo para visualizar outras métricas. Adicionando as visualizações de métricas, você deve ter algo parecido com isto:

Selecione o ícone Salvar para salvar seu painel.

Próximos passos

Contributors

A Microsoft mantém este artigo. Os seguintes colaboradores escreveram-no originalmente:

• Ken Kilty - Brasil | Principal TPM
• Russell de Pina - Brasil | Principal TPM
• Adrian Joian | Engenheiro de Clientes Senior
• Jenny Hayes | Desenvolvedora de Conteúdo Sénior
• Carol Smith | Desenvolvedora Sénior de Conteúdos
• Erin Schaffer | Desenvolvedora de Conteúdo 2
• Adam Sharif | Engenheiro de Clientes 2

Agradecimento

Esta documentação foi desenvolvida em conjunto com o EnterpriseDB, os mantenedores do operador CloudNativePG. Agradecemos a Gabriele Bartolini por ter revisado rascunhos anteriores deste documento e oferecido melhorias técnicas.