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概览

AlloyDB for PostgreSQL 是一项兼容 PostgreSQL 的全托管式数据库服务，适用于要求严苛的企业数据库工作负载。AlloyDB 结合了 Google 的技术精华和最受欢迎的开源数据库引擎之一 PostgreSQL，可提供卓越的性能、伸缩能力和可用性。

在本实验中，您将执行一些管理任务，这些任务对于 AlloyDB for PostgreSQL 数据库的优化使用至关重要。

您将执行的操作

在本实验中，您将学习如何执行以下任务：

• 检查数据库标志
• 设置数据库扩展程序
• 为现有集群创建读取池实例
• 设置备份
• 查看 AlloyDB 控制台中的监控信息中心

设置和要求

点击“开始实验”按钮前的注意事项

请阅读以下说明。实验是计时的，并且您无法暂停实验。计时器在您点击开始实验后即开始计时，显示 Google Cloud 资源可供您使用多长时间。

此实操实验可让您在真实的云环境中开展实验活动，免受模拟或演示环境的局限。为此，我们会向您提供新的临时凭据，您可以在该实验的规定时间内通过此凭据登录和访问 Google Cloud。

为完成此实验，您需要：

• 能够使用标准的互联网浏览器（建议使用 Chrome 浏览器）。

注意：请使用无痕模式（推荐）或无痕浏览器窗口运行此实验。这可以避免您的个人账号与学生账号之间发生冲突，这种冲突可能导致您的个人账号产生额外费用。

• 完成实验的时间 - 请注意，实验开始后无法暂停。

注意：请仅使用学生账号完成本实验。如果您使用其他 Google Cloud 账号，则可能会向该账号收取费用。

如何开始实验并登录 Google Cloud 控制台

1. 点击开始实验按钮。如果该实验需要付费，系统会打开一个对话框供您选择支付方式。左侧是“实验详细信息”窗格，其中包含以下各项：

   • “打开 Google Cloud 控制台”按钮
   • 剩余时间
   • 进行该实验时必须使用的临时凭据
   • 帮助您逐步完成本实验所需的其他信息（如果需要）

2. 点击打开 Google Cloud 控制台（如果您使用的是 Chrome 浏览器，请右键点击并选择在无痕式窗口中打开链接）。

   该实验会启动资源并打开另一个标签页，显示“登录”页面。

   提示：将这些标签页安排在不同的窗口中，并排显示。

   注意：如果您看见选择账号对话框，请点击使用其他账号。

3. 如有必要，请复制下方的用户名，然后将其粘贴到登录对话框中。

   {{{user_0.username | "<用户名>"}}}

   您也可以在“实验详细信息”窗格中找到“用户名”。

4. 点击下一步。

5. 复制下面的密码，然后将其粘贴到欢迎对话框中。

   {{{user_0.password | "<密码>"}}}

   您也可以在“实验详细信息”窗格中找到“密码”。

6. 点击下一步。

   重要提示：您必须使用实验提供的凭据。请勿使用您的 Google Cloud 账号凭据。 注意：在本实验中使用您自己的 Google Cloud 账号可能会产生额外费用。

7. 继续在后续页面中点击以完成相应操作：

   • 接受条款及条件。
   • 由于这是临时账号，请勿添加账号恢复选项或双重验证。
   • 请勿注册免费试用。

片刻之后，系统会在此标签页中打开 Google Cloud 控制台。

注意：如需访问 Google Cloud 产品和服务，请点击导航菜单，或在搜索字段中输入服务或产品的名称。

激活 Cloud Shell

Cloud Shell 是一种装有开发者工具的虚拟机。它提供了一个永久性的 5GB 主目录，并且在 Google Cloud 上运行。Cloud Shell 提供可用于访问您的 Google Cloud 资源的命令行工具。

1. 点击 Google Cloud 控制台顶部的激活 Cloud Shell 。

2. 在弹出的窗口中执行以下操作：

   • 继续完成 Cloud Shell 信息窗口中的设置。
   • 授权 Cloud Shell 使用您的凭据进行 Google Cloud API 调用。

如果您连接成功，即表示您已通过身份验证，且项目 ID 会被设为您的 Project_ID 。输出内容中有一行说明了此会话的 Project_ID：

Your Cloud Platform project in this session is set to {{{project_0.project_id | "PROJECT_ID"}}}

gcloud 是 Google Cloud 的命令行工具。它已预先安装在 Cloud Shell 上，且支持 Tab 自动补全功能。

3. （可选）您可以通过此命令列出活跃账号名称：

gcloud auth list

4. 点击授权。

输出：

ACTIVE: * ACCOUNT: {{{user_0.username | "ACCOUNT"}}} To set the active account, run: $ gcloud config set account `ACCOUNT`

5. （可选）您可以通过此命令列出项目 ID：

gcloud config list project

输出：

[core] project = {{{project_0.project_id | "PROJECT_ID"}}} 注意：如需查看在 Google Cloud 中使用 gcloud 的完整文档，请参阅 gcloud CLI 概览指南。

任务 1. 检查数据库标志

1. 在您开始本实验时，系统已预配 AlloyDB 集群和实例。在 Cloud 控制台的导航菜单 () 中，点击查看所有产品。在数据库部分中，依次点击 AlloyDB 和集群，以查看集群的详细信息。

2. 集群名为 lab-cluster，实例名为 lab-instance。

3. 实例需要一段时间才能完全创建和初始化。请等待状态显示为准备就绪后再继续。

4. 请记下实例部分中的专用 IP 地址。将专用 IP 地址复制到文本文件中，以便在后续步骤中粘贴该值。

5. 在实例的配置中，还设置了 enable_pgaudit 数据库标志。pgaudit 是 PostgreSQL 的一项热门功能，可通过标准日志记录工具提供详细的会话和对象审核日志记录。如需完全启用 pgaudit，您还必须启用相应的数据库扩展程序，这将在下一部分中完成。

6. 在集群中的实例部分中，选择 lab-instance，然后点击修改主实例。

7. 如需向实例添加数据库标志，请展开高级配置选项，然后点击添加数据库标志。

8. 浏览可用标志列表（位于选择标志中），了解受支持的选项。在本实验中，您不用添加其他标志。

9. 点击两次取消，退出修改主实例界面。

任务 2. 设置数据库扩展程序

1. 接下来，您将设置数据库扩展程序，以便为 AlloyDB 集群完全启用 pgaudit 功能。

2. 与配置标志不同，您必须通过 psql 客户端连接到实例，才能启用数据库扩展程序。

3. 在导航菜单 () 中，点击 Compute Engine 下的虚拟机实例。

4. 对于名为 alloydb-client 的实例，在连接列中点击 SSH，打开一个终端窗口。

5. 设置以下环境变量，并将 ALLOYDB_ADDRESS 替换为 AlloyDB 实例的专用 IP 地址。

export ALLOYDB=ALLOYDB_ADDRESS

6. 运行以下命令，将 AlloyDB 实例的专用 IP 地址存储在 AlloyDB 客户端虚拟机上，以便在整个实验过程中保留该地址。

echo $ALLOYDB > alloydbip.txt

7. 使用以下命令启动 PostgreSQL (psql) 客户端。系统会提示您提供 postgres 用户的密码 (Change3Me)，该密码是您在创建集群时输入的。

psql -h $ALLOYDB -U postgres

8. 系统会显示 psql 终端提示，如下所示。

psql (14.5 (Debian 14.5-1.pgdg110+1), server 14.4) SSL connection (protocol: TLSv1.3, cipher: TLS_AES_256_GCM_SHA384, bits: 256, compression: off) Type "help" for help. postgres=>

9. 分别输入并运行以下 SQL 命令，以启用扩展程序。

\c postgres CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS PGAUDIT;

10. 运行以下系统查询，查看有关 pgaudit 扩展程序的详细信息。

select extname, extversion from pg_extension where extname = 'pgaudit'; extname | extversion ---------+------------ pgaudit | 1.6.1 (1 row)

11. 输入 \q 以退出 psql 客户端。

12. 输入 exit 以关闭终端窗口。

13. 点击检查我的进度以验证是否完成了以下目标：

启用 pgaudit 扩展程序

任务 3. 为现有集群创建读取池实例

1. AlloyDB for PostgreSQL 的一项关键特性是实现了读取池实例。读取池实例通过聚合节点（您可以扩缩这些节点）来增加集群的读取容量，从而实现读取的高可用性。

我们并不强制要求在集群中设置任何读取池实例，但与主实例相比，读取池实例可更好地支持数据分析工作负载。因此，它们是满足数据分析需求的理想选择。

2. 如需添加读取池实例，请在集群的概览页面中，点击集群中的实例部分中的添加读取池或添加读取池实例。

3. 对于读取池实例 ID，输入 lab-instance-rp1。将节点数设置为 2。

4. 对于机器类型，选择 2 个 vCPU、16 GB。

5. 点击创建读取池。

6. 创建读取池实例大概需要 8 到 11 分钟。

7. 您的读取池实例现在会显示在概览页面上。请注意，专用 IP 与主实例位于同一地址池中。通过直接 IP 地址，您可以将读取专用查询分流到读取池，从而提升整体集群性能。

8. 点击检查我的进度以验证是否完成了以下目标：

创建读取池实例

任务 4. 设置备份

1. 默认情况下，系统会在创建每个 AlloyDB 集群时配置自动备份。不过，您可以根据工作负载要求，按需创建备份，以获得更多恢复选项。

2. 在 Cloud 控制台导航菜单 () 中，点击查看所有产品，然后在数据库下点击 AlloyDB，再点击备份，以启动“备份”页面。

3. 您的实例才刚创建，尚无任何自动备份，因此您接下来要创建按需备份。点击创建备份。

4. 确保选择 lab-cluster 作为备份源。

5. 为备份输入唯一 ID。在此例中，请输入 lab-backup。

6. 点击创建。

AlloyDB 会检查源集群是否处于准备就绪状态，然后启动一个长时间运行的操作来执行备份。在该操作完成之前，备份页面会将相应备份的状态显示为进行中。备份速度因实例大小而异，但在实验环境中，备份应该会在 1 分钟内快速创建。

7. 在 Cloud Shell 中，运行以下命令以查看有关备份的更多详细信息。

gcloud beta alloydb backups list

8. 恢复备份非常简单。点击备份行末尾的恢复链接。查看备份信息和建议的恢复目标。在本实验中，您不用恢复刚刚创建的备份。点击取消关闭向导。

9. 点击检查我的进度以验证是否完成了以下目标：

创建备份

任务 5. 查看 AlloyDB 控制台中的监控信息中心

1. AlloyDB 监控信息中心包含有关集群和实例的使用情况、大小及性能的丰富信息。该信息中心会显示您使用的资源的指标，并允许您监控由此产生的任何趋势。

2. 在集群概览中，选择页面左侧的监控链接。

3. lab-instance 上的活动很少，因此目前显示的指标无法提供太多分析洞见。您将使用 Postgres 工具 pgbench 生成一个合成数据集并运行模拟工作负载，使 lab-instance 承受具有代表性的工作负荷。

4. 在导航菜单 () 中，点击 Compute Engine 下的虚拟机实例。

5. 对于名为 alloydb-client 的实例，在连接列中点击 SSH，打开一个终端窗口。

6. 运行以下命令，设置 ALLOYDB 环境变量。

export ALLOYDB=$(cat alloydbip.txt)

7. 使用 pgbench 的第一步是创建并填充示例表。运行以下命令以创建四个表。系统会提示您输入 postgres 用户的密码，即 Change3Me。

最大的表 pgbench_accounts 将加载 500 万行。此操作应该很快就能完成。

pgbench -h $ALLOYDB -U postgres -i -s 50 -F 90 -n postgres pgbench create dropping old tables... NOTICE: table "pgbench_accounts" does not exist, skipping NOTICE: table "pgbench_branches" does not exist, skipping NOTICE: table "pgbench_history" does not exist, skipping NOTICE: table "pgbench_tellers" does not exist, skipping creating tables... generating data (client-side)... 5000000 of 5000000 tuples (100%) done (elapsed 9.49 s, remaining 0.00 s) creating primary keys... done in 13.71 s (drop tables 0.00 s, create tables 0.01 s, client-side generate 9.98 s, primary keys 3.72 s).

8. 连接到 psql 客户端并运行以下查询，以验证 pgbench_accounts 表中的行数。系统会提示您输入 postgres 用户的密码，即 Change3Me。

psql -h $ALLOYDB -U postgres select count (*) from pgbench_accounts; count --------- 5000000 (1 row)

9. 输入 \q 以退出 psql 客户端。

10. 运行以下 pgbench 操作，在 lab-instance 上模拟某工作负载。该操作模拟了 50 个客户端的负载，分 2 个线程执行，整个过程持续 3 分钟，每 30 秒轮询一次性能数据。系统会提示您输入 postgres 用户的密码，即 Change3Me。

pgbench -h $ALLOYDB -U postgres -c 50 -j 2 -P 30 -T 180 postgres

11. 该工作负载操作完成后将报告本次运行的统计信息。详细信息类似下方所示：

pgbench (14.5 (Debian 14.5-1.pgdg110+1), server 14.4) starting vacuum...end. progress: 30.0 s, 1412.2 tps, lat 34.433 ms stddev 25.836 progress: 60.0 s, 1426.6 tps, lat 35.040 ms stddev 25.459 progress: 90.0 s, 1393.2 tps, lat 35.863 ms stddev 33.101 progress: 120.0 s, 1429.8 tps, lat 34.968 ms stddev 31.735 progress: 150.0 s, 1335.4 tps, lat 37.406 ms stddev 30.922 progress: 180.0 s, 1424.8 tps, lat 35.118 ms stddev 28.440 transaction type: scaling factor: 50 query mode: simple number of clients: 50 number of threads: 2 duration: 180 s number of transactions actually processed: 252710 latency average = 35.458 ms latency stddev = 29.391 ms initial connection time = 801.012 ms tps = 1409.393040 (without initial connection time)

12. 返回 AlloyDB 监控信息中心，并将时间范围设置为 1 小时。在下方的图块中，您将看到以下各项的详细信息：平均 CPU 利用率、可用内存下限、连接数、每秒事务数、集群存储空间、最长复制延迟时间和活跃节点数。

13. 点击左侧的 Query Insights 链接，详细了解 pgbench 操作对该实例发出的查询。

14. 在热门查询和标记下，您会看到查询的排序。在下图中，查询 UPDATE pgbench_branches SET ... 是选择负载（按总时长）排序方式时排在首位的查询。您的结果可能会有所不同。

15. 负载（按总时长）列有一个选择器选项。您还可以选择负载（按 CPU）、负载（按 IO 等待）和负载（按锁定等待）排序方式查看查询。

16. 您可以点击热门查询和标记部分查询列中的任意值，或点击信息中心其他区域中的链接，详细探索查询情况。

恭喜！

您现在已执行对于 AlloyDB for PostgreSQL 数据库的优化使用至关重要的管理任务。

上次更新手册的时间：2024 年 8 月 28 日

上次测试实验的时间：2024 年 8 月 28 日

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