[SRETT #7] KubernetesでDBを動かしたい

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   KubernetesでDBを動かしたい
   SRETT#7
   株式会社スリーシェイク 中楯 直希
   

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2. \du
   2
   株式会社スリーシェイク Sreake事業部
   業務内容
   - DBRE兼SRE見習い
   - クラウドもオンプレも分からない
   - Kubernetesも分からない
   - データベースも分からない
   - 自称データ雑用係
   - DBAでもDBREでもデータエンジニアでも
   興味あること
   - データベース関連ならなんでも
   中楯 直希
   @nnaka2992
   @nnaka2992.bsky.social
   

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3. “GKEでクリティカルなデータを用いるアプリを運用する顧客が
   増加している。GKEクラスタで動くステートフルなアプリは2019
   年以来指数関数的に増えている。”
   Akshay Ram
   背景
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   Google Joins Data on Kubernetes Community
   https://dok.community/newsroom/google-joins-data-on-kubernetes-community/
   

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4. データベースをKubernetes上で動かすことが
   当たり前な世界になりつつある
   - MySQL
   - PostgreSQL
   - Oracle Database
   - NewSQL
   - MongoDB
   - Redis
   - etc…
   背景
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5. 今回はZalando PostgreSQL Operatorで試す
   - PostgreSQLクラスタの作成やフェイルオーバー、スケーリングなど
   DB運用に必要なことは大抵
   やってくれる
   - 性能監視にはGrafana/Prometheusなどを自前で準備する必要がある
   - Quickstartをなぞれば最低限動く
   Zalando PostgreSQL Operator
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6. 実際のManifest
   Zalando PostgreSQL Operator
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   kind: "postgresql"
   apiVersion: "acid.zalan.do/v1"
   metadata:
   name: "nnaka2992-performance-comparison-cluster"
   namespace: "default"
   labels:
   team: nnaka2992
   spec:
   teamId: "nnaka2992"
   postgresql:
   version: "15"
   numberOfInstances: 1
   volume:
   size: "5Gi"
   users:
   test: []
   databases:
   test: test
   enableMasterLoadBalancer: true
   resources:
   requests:
   cpu: 4000m # 4vCPU
   memory: 15258Mi # 16GB
   limits:
   cpu: 4000m
   memory: 15258Mi
   

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7. 動作確認
   Zalando PostgreSQL Operator
   7
   2023-10-12 01:06:21 ⌚ nnaka2992-Dev in ~/Dev/gcloud/nnaka2992-kube-poc/manifests
   ○ → kubectl get pods
   NAME READY STATUS RESTARTS AGE
   nnaka2992-performance-comparison-cluster-0 1/1 Running 0 176m
   postgres-operator-77f6d658c-wwrc6 1/1 Running 0 14h
   postgres-operator-ui-7bf9676b84-gb7fh 1/1 Running 0 14h
   # ここより下はProxyサーバ
   $ export PGPASSWORD=$(kubectl get secret test.nnaka2992-performance-comparison-cluster.credentials.postgresql.acid.zalan.do -o 'jsonpath={.data.password}' | base64 -d)
   $ host=$(kubectl get node -ojson | jq -r '.items[0].status.addresses[0].address')
   $ port=$(kubectl get svc nnaka2992-performance-comparison-cluster -ojson | jq -r '.spec.ports[0].nodePort')
   $ export PGSSLMODE=require
   $ psql -U test -h $host -p $port
   psql -U test -h $host -p $port
   psql (15.4 (Debian 15.4-2.pgdg110+1), server 15.2 (Ubuntu 15.2-1.pgdg22.04+1))
   SSL connection (protocol: TLSv1.3, cipher: TLS_AES_256_GCM_SHA384, compression: off)
   Type "help" for help.
   test=> select schemaname as schema, viewname as name, 'view' as type from pg_views limit 3;
   schema | name | type
   ----------------+-------------------------+------
   public | pg_stat_statements_info | view
   public | pg_stat_statements | view
   public | pg_stat_kcache_detail | view
   

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8. ただ動かすだけでは芸がないのでCloud SQL(VM)と比較
   Cloud SQL for PostgreSQLとの比較
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   Kubernetes(GKE)のスペック
   - IOPS <=4000(2000x2)
   - Throughput <= 26MB
   - CPU 4000m
   - Memory 15258MiB
   IOPSとThroughputはiostatからの推定値
   Cloud SQLのスペック
   - IOPS <=4500(2250x2)
   - Throughput <= 36MB
   - CPU 4vCPU
   - Memory 16GB
   

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9. 注意
   - 完璧な対象実験ではありません
   - 特にストレージ周りはとても適当です
   - 実行タイミングでそれぞれのパフォーマンスは変わります
   - なのでどちらのパフォーマンスが優れているかといったことを結論づけるものではありません
   Cloud SQL for PostgreSQLとの比較
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10. ベンチマークにはpgbench TPC-Bを利用
    DB on Kubernetesの利用にパフォーマンス面での問題は少なそう
    Cloud SQL for PostgreSQLとの比較
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11. - DBをKubernetesで動かすのは難しくない
    - パフォーマンス劣化も少なさそう
    - EKSならストレージのIOPSも細かく制御できるからEKSでやるべきだった
    - ちゃんとpgbenchのコネクション数に合わせたスレッド数を設定してあげるべきだった
    まとめ
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12. 参考資料
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    - Google Joins Data on Kubernetes Community | Data on Kubernetes Comunity
    - https://dok.community/newsroom/google-joins-data-on-kubernetes-community/
    - Postgres Operator
    - https://postgres-operator.readthedocs.io/en/latest/
    - Quickstart | Postgres Operator
    - https://postgres-operator.readthedocs.io/en/latest/quickstart/
    - PostgreSQLをKubernetes上で活用するための Operator紹介！（Cloud Native Database
    Meetup #3 発表資料）
    - https://www.slideshare.net/nttdata-tech/postgresql-kubernetes-operator-cloud-native-database-meetup-3-nttdata
    - Zalando Postgres Operatorの紹介 | SRA OSS Tech Blog
    - https://www.sraoss.co.jp/tech-blog/pgsql/zalando-postgres-operator/
    - pgbench | PostgreSQL Documentation 16
    - https://www.postgresql.org/docs/current/pgbench.html
    

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