{"id":34596,"date":"2019-10-31T21:59:16","date_gmt":"2019-10-31T18:59:16","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/zhivut-li-bazy-dannyh-v-kubernetes\/"},"modified":"2019-10-31T21:59:16","modified_gmt":"2019-10-31T18:59:16","slug":"zhivut-li-bazy-dannyh-v-kubernetes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/zhivut-li-bazy-dannyh-v-kubernetes","title":{"rendered":"Leben Datenbanken in Kubernetes?","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Leben
\n
\nHistorisch gesehen ist die IT-Industrie oft in zwei Lager gespalten: die, die \"daf\u00fcr\" sind, und die, die \"dagegen\" sind. Dabei kann das Thema der Debatten v\u00f6llig willk\u00fcrlich sein. Welches Betriebssystem ist besser: Windows oder Linux? Sollte dein Smartphone mit Android oder iOS betrieben werden? Ist es besser, alles in der Cloud zu speichern oder auf kalte RAID-Speicher zu \u00fcbertragen und die Festplatten im Safe zu lagern? Haben PHP-Entwickler das Recht, sich Programmierer zu nennen? Diese Diskussionen haben manchmal einen rein existenziellen Charakter und basieren auf nichts anderem als sportlichem Interesse.<\/p>\n

Mit dem Aufkommen von Containern und all der uns vertrauten Technik mit Docker und dem sogenannten k8s begann auch die Debatte \"daf\u00fcr\" und \"dagegen\" in verschiedenen Bereichen des Backends. (Vorweg m\u00f6chten wir klarstellen, dass in dieser Diskussion meistens Kubernetes als Orchestrator erw\u00e4hnt wird. Die Wahl dieses speziellen Tools ist jedoch nicht entscheidend. Stattdessen kann jedes andere Tool verwendet werden, das Ihnen als am bequemsten und vertrautesten erscheint.)<\/p>\n

Und scheinbar w\u00e4re es nur ein einfacher Streit zwischen zwei Seiten einer Medaille. Genauso sinnlos und unerbittlich wie das ewige Duell von Win gegen Linux, in dem vern\u00fcnftige Menschen irgendwo dazwischen existieren. Doch im Fall der Containerisierung ist nicht alles so einfach. In solchen Streitigkeiten gibt es normalerweise keine Gewinnerseite, aber wenn es um die Frage \"Container zur Speicherung von Datenbanken verwenden oder nicht?\" geht, steht alles Kopf. Denn in gewissem Sinne haben sowohl die Bef\u00fcrworter als auch die Gegner dieses Ansatzes recht.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Die Helle Seite<\/h4>\n

\nDie Argumentation der Hellen Seite l\u00e4sst sich mit einem Satz zusammenfassen: \u201eHallo, 2019 steht vor der T\u00fcr!\u201c Das klingt nat\u00fcrlich populistisch, doch wer die Situation genauer betrachtet, findet einige Vorteile. Diese werden wir jetzt n\u00e4her untersuchen.<\/p>\n

Angenommen, Sie betreiben ein umfangreiches Webprojekt. Es k\u00f6nnte entweder von Anfang an auf einem Mikroservice-Ansatz basieren oder sich in einem evolution\u00e4ren Prozess dorthin entwickelt haben \u2013 das ist im Grunde genommen nicht so entscheidend. Sie haben Ihr Projekt in verschiedene Mikroservices unterteilt, die Orchestrierung, Lastverteilung und Skalierung eingerichtet. Und nun genie\u00dfen Sie mit reinem Gewissen einen Mojito in der H\u00e4ngematte w\u00e4hrend der Habr-Effekte, anstatt abgest\u00fcrzte Server hochzufahren. Doch in all Ihren Handlungen sollte Kontinuit\u00e4t herrschen. H\u00e4ufig wird nur die Anwendung selbst \u2013 der Code \u2013 containerisiert. Was haben wir noch zus\u00e4tzlich zum Code?<\/p>\n

Richtig, die Daten. Das Herz jedes Projekts sind seine Daten: das kann sowohl eine typische Datenbank wie MySQL, PostgreSQL, MongoDB als auch Speicherl\u00f6sungen f\u00fcr die Suche (ElasticSearch) sein, sowie Key-Value-Speicher f\u00fcr das Caching, wie zum Beispiel Redis, usw. Jetzt wollen wir nicht \u00fcber fehlerhafte Backend-Implementierungen sprechen, bei denen die Datenbank aufgrund schlecht geschriebener Abfragen ausf\u00e4llt, sondern dar\u00fcber, wie wir die Ausfallsicherheit dieser Datenbank unter Kundenlast gew\u00e4hrleisten k\u00f6nnen. Wenn wir unsere Anwendung containerisieren und ihr erlauben, sich flexibel zu skalieren, um eine beliebige Anzahl an eingehenden Anfragen zu verarbeiten, bedeutet das zwangsl\u00e4ufig auch eine erh\u00f6hte Last auf der Datenbank.<\/p>\n

Tats\u00e4chlich wird der Datenbankzugang und der Server, auf dem sie l\u00e4uft, zu einem Nadel\u00f6hr in unserem erstklassigen containerisierten Backend. Der Hauptgrund f\u00fcr die containerisierte Virtualisierung ist die Flexibilit\u00e4t und Anpassungsf\u00e4higkeit der Struktur, die es erm\u00f6glicht, die Spitzenlast \u00fcber unsere gesamte verf\u00fcgbare Infrastruktur so effizient wie m\u00f6glich zu verteilen. Wenn wir also nicht alle vorhandenen Systemelemente containerisieren und im Cluster bereitstellen, begehen wir einen sehr schwerwiegenden Fehler.<\/p>\n

Es ist viel sinnvoller, nicht nur die Anwendung selbst zu klastern, sondern auch die Dienste, die f\u00fcr die Daten Speicherung zust\u00e4ndig sind. Bei der Clusterbildung und dem Einsatz von unabh\u00e4ngig arbeitenden und Lasten verteilenden Webservern in k8s l\u00f6sen wir bereits das Problem der Datensynchronisation \u2013 zum Beispiel bei den Kommentaren zu Beitr\u00e4gen, wenn wir an Medien oder Blogplattformen denken. In jedem Fall wird in unserem Cluster eine interne, wenn auch virtuelle, Datenbank als ExternalService eingerichtet. Das Problem ist, dass die Datenbank selbst noch nicht geklastert ist \u2013 die in dem Cluster bereitgestellten Webserver holen Informationen \u00fcber \u00c4nderungen aus unserer statischen Produktionsdatenbank, die separat l\u00e4uft.<\/p>\n

Sp\u00fcren Sie eine Falle? Wir nutzen k8s oder Swarm, um die Last zu verteilen und einen Ausfall der Hauptsysteme zu vermeiden, Webserver<\/a>, aber wir machen das nicht f\u00fcr die Datenbank. Aber was n\u00fctzt uns eine klusterierte Infrastruktur, wenn die Datenbank ausf\u00e4llt? Dann haben wir nur leere Webseiten, die einen Fehler beim Zugriff auf die Datenbank zur\u00fcckgeben.<\/p>\n

Deshalb ist es wichtig, nicht nur die Webserver zu clusterisieren, wie es normalerweise gemacht wird, sondern auch die Datenbankinfrastruktur. Nur so k\u00f6nnen wir eine vollst\u00e4ndig funktionierende Struktur gew\u00e4hrleisten, die in einer Einheit operiert, dabei aber unabh\u00e4ngig ist. Selbst wenn die H\u00e4lfte unseres Backends unter Last \"ausf\u00e4llt\", bleibt der Rest funktionsf\u00e4hig. Das System zur Synchronisation der Datenbanken innerhalb des Clusters und die M\u00f6glichkeit zur unbegrenzten Skalierung sowie zum schnellen Aufbau neuer Cluster erm\u00f6glichen es uns, die erforderliche Leistung schnell zu erreichen \u2013 vorausgesetzt, es stehen Racks im Rechenzentrum zur Verf\u00fcgung.<\/p>\n

Dar\u00fcber hinaus erlaubt das verteilte Datenbankmodell in Clustern, die Datenbank dorthin zu bringen, wo sie gebraucht wird. Wenn wir von einem globalen Service sprechen, ist es wenig sinnvoll, einen Webcluster irgendwo in der N\u00e4he von San Francisco zu betreiben und dabei Anfragen an die Datenbank in der N\u00e4he von Moskau zu leiten.<\/p>\n

Die Containerisierung von Datenbanken erm\u00f6glicht es, alle Elemente des Systems auf derselben Abstraktionsebene zu organisieren. Dies wiederum erlaubt die Verwaltung des Systems direkt durch die Entwickler aus dem Code, ohne dass aktive Eingriffe durch Administratoren erforderlich sind. Die Entwickler dachten, dass eine separate Datenbank f\u00fcr das neue Teilprojekt notwendig ist \u2013 kein Problem! Sie schrieben eine YAML-Datei, luden sie in den Cluster hoch, und schon war es erledigt.<\/p>\n

Selbstverst\u00e4ndlich vereinfacht sich auch der interne Betrieb erheblich. Sagen Sie, wie oft haben Sie die Augen zusammengekniffen, wenn ein neues Teammitglied auf die Produktionsdatenbank zugriff? Die, die Sie, faktisch, nur einmal haben und die gerade jetzt l\u00e4uft? Nat\u00fcrlich sind wir hier alle erwachsene Menschen, und irgendwo gibt es ein frisches Backup; wenn Sie noch weiter schauen, hinter dem Regal mit den Gro\u00dfmutters Gurken und den alten Skiern, gibt es vielleicht noch ein weiteres Backup, m\u00f6glicherweise sogar in einem kalten Speicher, weil Ihr B\u00fcro bereits einmal gebrannt hat. Dennoch ist jede Einf\u00fchrung eines neuen Teammitglieds, das Zugang zur Produktionsinfrastruktur und nat\u00fcrlich zur Produktionsdatenbank hat, ein echter Nervenkitzel f\u00fcr alle Beteiligten. Wer wei\u00df schon, ob der Neue geschickt ist? Das ist verst\u00e4ndlich, oder?<\/p>\n

Die Containerisierung und im Grunde die verteilte physische Topologie der Datenbank Ihres Projekts helfen, derartige kritische Situationen zu vermeiden. Vertrauen Sie dem Neuling nicht? Kein Problem! Lassen Sie uns einen eigenen Cluster f\u00fcr seine Arbeit bereitstellen und ihn von den anderen Datenbank-Clustern trennen \u2013 die Synchronisation erfolgt nur durch manuelles Pushen und synchrones Drehen von zwei Schl\u00fcsseln (ein Schl\u00fcssel f\u00fcr den Teamleiter, der andere f\u00fcr den Administrator). Und alle sind gl\u00fccklich.<\/p>\n

Jetzt ist es an der Zeit, sich gegen die Clusterisierung von Datenbanken zu positionieren.<\/p>\n

Die dunkle Seite<\/h4>\n

\nLassen Sie uns er\u00f6rtern, warum es nicht ratsam ist, die Datenbank zu containerisieren und sie weiterhin auf einem zentralen System zu betreiben. Server<\/a>Wir werden uns nicht auf die Rhetorik der Orthodoxen herablassen und Aussagen wie \u201eFr\u00fcher haben die alten Hasen Datenbanken auf Hardware betrieben, und wir werden das auch tun!\u201c t\u00e4tigen. Stattdessen lassen Sie uns versuchen, eine Situation zu finden, in der die Containerisierung tats\u00e4chlich sp\u00fcrbare Vorteile bringen w\u00fcrde.<\/p>\n

Vereinbaren Sie, dass die Anzahl der Projekte, die wirklich eine Datenbank in einem Container ben\u00f6tigen, mit einer Hand abz\u00e4hlbar ist, selbst wenn man kein besonders geschickter Schreiner ist. In den meisten F\u00e4llen ist selbst die Nutzung von k8s oder Docker Swarm \u00fcbertrieben \u2014 oft greifen Teams auf diese Werkzeuge zur\u00fcck, aufgrund des allgemeinen Hypes um die Technologien und den Anweisungen der obersten F\u00fchrungsetagen, alles in die Cloud und in Container zu bringen. Weil das derzeit in Mode ist und alle so handeln.<\/p>\n

In mindestens der H\u00e4lfte der F\u00e4lle ist die Verwendung von Kubernetes oder einfach Docker in einem Projekt \u00fcberfl\u00fcssig. Das Problem ist, dass nicht alle Teams oder Outsourcing-Unternehmen, die damit beauftragt sind, die Infrastruktur des Kunden zu betreuen, sich dessen bewusst sind. Schlimmer noch \u2014 wenn Container aufgezwungen werden, weil dies f\u00fcr den Kunden in einem bestimmten Kostenrahmen erscheint.<\/p>\n

Es gibt die allgemeine Meinung, dass Docker und die Kubernetes-Community die Kunden im Stich lassen, die ihre infrastrukturellen Fragen outsourcen. Schlie\u00dflich ben\u00f6tigt man Ingenieure, die mit Clustern arbeiten k\u00f6nnen und die Architektur der implementierten L\u00f6sung verstehen. Wir haben bereits unseren Fall mit der Republic-Redaktion beschrieben \u2013 dort haben wir das Team des Kunden in der Kubernetes-Umgebung geschult, und alle waren zufrieden. Das war auch n\u00f6tig. Oftmals nehmen \"Integratoren\" von k8s die Infrastruktur des Kunden als Geisel \u2013 denn nur sie verstehen, wie alles funktioniert, w\u00e4hrend es auf der Kundenseite keine Fachkr\u00e4fte gibt.<\/p>\n

Nun stellen Sie sich vor, dass wir nicht nur den Webserver-Bereich an Outsourcing abgeben, sondern auch die Wartung der Datenbanken. Wir haben gesagt, dass die Datenbank das Herz ist und der Verlust des Herzens f\u00fcr jeden lebenden Organismus t\u00f6dlich ist. Kurz gesagt, die Aussichten sind nicht die besten. Statt des gehypten Kubernetes sollten viele Projekte einfach nicht am richtigen Tarif bei AWS sparen, der alle Probleme mit der Last auf ihrer Website oder ihrem Projekt l\u00f6sen w\u00fcrde. Aber AWS ist nicht mehr angesagt, und der Schein kostet mehr als das Geld \u2013 leider auch in der IT-Branche.<\/p>\n

In Ordnung. M\u00f6glicherweise ist f\u00fcr das Projekt tats\u00e4chlich eine Clusterbildung erforderlich. W\u00e4hrend die Verwendung von stateless Anwendungen gut nachvollziehbar ist, stellt sich die Frage, wie man eine zuverl\u00e4ssige Netzwerkverbindung f\u00fcr eine clusterisierte Datenbank sicherstellt.<\/p>\n

Wenn wir von einer nahtlosen Ingenieurl\u00f6sung sprechen, die der \u00dcbergang zu k8s darstellt, ist unser Hauptanliegen die Datenreplikation in der clusterisierten Datenbank. Einige Datenbankmanagementsysteme sind anfangs recht kooperativ, wenn es um die Verteilung von Daten zwischen ihren Instanzen geht. Viele andere sind jedoch weniger entgegenkommend. Oft wird bei der Auswahl des Datenbankmanagementsystems f\u00fcr unser Projekt nicht die F\u00e4higkeit zur Replikation mit minimalen Ressourcen- und Ingenieurausgaben zum entscheidenden Kriterium. Insbesondere wenn das Projekt nicht von Anfang an als Mikrodienst geplant war, sondern einfach in diese Richtung evolviert ist. <\/p>\n

Wir m\u00fcssen nicht gro\u00df \u00fcber die Geschwindigkeit von Netzlaufwerken sprechen \u2013 sie sind langsam. Das bedeutet, dass wir im Falle eines Falles keinen echten Zugang dazu haben, die Datenbankinstanz an einem Ort mit mehr Rechenleistung oder verf\u00fcgbarem Arbeitsspeicher erneut hochzufahren. Wir sto\u00dfen rasch an die Grenzen der Leistung des virtualisierten Speichersystems. Folglich muss die Datenbank an einen eigenen Satz Maschinen gebunden sein, die sich in unmittelbarer N\u00e4he befinden. Andernfalls m\u00fcssen wir eine ausreichend schnelle Datensynchronisation f\u00fcr die vorgesehenen Reserven einrichten. <\/p>\n

In Fortsetzung des Themas virtuelle Dateisysteme: Docker-Volumes sind leider nicht ohne Probleme. Im Allgemeinen m\u00f6chte man bei langfristiger, zuverl\u00e4ssiger Datenspeicherung m\u00f6glichst einfache technische L\u00f6sungen verwenden. Die Einf\u00fchrung einer neuen Abstraktionsschicht aus dem Container-Dateisystem auf das Dateisystem des Host-Systems stellt bereits ein Risiko dar. Wenn zudem im Betriebssystem der Containerbereitstellung Schwierigkeiten mit der Daten\u00fcbertragung zwischen diesen Schichten auftreten, wird die Situation noch komplizierter. Bislang scheinen die meisten bekannten Probleme, die der Menschheit bekannt sind, beseitigt zu sein. Doch wie Sie wissen, je komplexer der Mechanismus, desto einfacher ist es, dass er versagt.<\/p>\n

Angesichts all dieser \"Abenteuer\" ist es viel vorteilhafter und einfacher, die Datenbank an einem Ort zu halten. Selbst wenn Sie eine Containerisierung der Anwendung ben\u00f6tigen, sollte sie eigenst\u00e4ndig agieren und \u00fcber ein Gateway gleichzeitig Verbindung zur Datenbank erhalten, die nur an einem Ort gelesen und geschrieben wird. Ein solcher Ansatz reduziert das Risiko von Fehlern und Synchronisationsproblemen auf ein Minimum.<\/p>\n

Wohin wollen wir damit? Zu der Erkenntnis, dass die Containerisierung von Datenbanken nur dort sinnvoll ist, wo es auch tats\u00e4chlich notwendig ist. Man kann nicht eine vollst\u00e4ndige Datenbank einer Anwendung in einen Container packen und erwarten, dass diese wie zwei Dutzend Mikrodienste funktioniert \u2013 so funktioniert das nicht. Das muss man klar im Kopf haben.<\/p>\n

Stattdessen Ausgabe<\/h4>\n

\nWenn Sie auf eine klare Antwort zur Frage \"Sollte man Datenbanken virtualisieren oder nicht?\" hoffen, m\u00fcssen wir Sie entt\u00e4uschen: Die wird hier nicht gegeben. Bei der Erstellung jeder Infrastruktur sind nicht aktuelle Trends und Fortschritt entscheidend, sondern in erster Linie gesunder Menschenverstand.<\/p>\n

Es gibt Projekte, in denen die Prinzipien und Werkzeuge, die mit Kubernetes einhergehen, perfekt passen, und in diesen Projekten herrscht zumindest im Backend-Bereich Ruhe. Aber es gibt auch Projekte, die keine Containerisierung brauchen, sondern eine stabile Serverinfrastruktur, weil sie grunds\u00e4tzlich nicht auf ein mikrodienstliches, kubernetesbasiertes Modell umgeschichtet werden k\u00f6nnen, ohne dass sie ausfallen.
\n
Quelle: habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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Die Themen dieser Debatten k\u00f6nnen v\u00f6llig variabel sein. Welches Betriebssystem ist besser: Windows oder Linux? Android oder iOS auf dem Smartphone? Alles in der Cloud speichern oder auf kalte RAID-Speicher hochladen und die Festplatten im Safe lagern? 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