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總覽

AlloyDB for PostgreSQL 是與 PostgreSQL 相容的全代管資料庫服務，能處理最嚴苛的企業資料庫工作負載。AlloyDB 結合 Google 的精華與極受歡迎的開放原始碼資料庫引擎 PostgreSQL，不僅效能卓越，也具備絕佳的擴充性和可用性。

在本實驗室中，您將執行管理工作，確保 AlloyDB for PostgreSQL 資料庫發揮最佳效用。

學習內容

在本實驗室中，您將瞭解如何執行下列工作：

• 檢查資料庫旗標
• 設定資料庫擴充功能
• 為現有叢集建立讀取集區執行個體
• 設定備份
• 在 AlloyDB 控制台檢查 Monitoring

設定和需求

瞭解以下事項後，再點選「Start Lab」按鈕

請詳閱以下操作說明。實驗室活動會計時，且中途無法暫停。點選「Start Lab」後就會開始計時，顯示可使用 Google Cloud 資源的時間。

您將在真正的雲端環境完成實作實驗室活動，而不是模擬或示範環境。為此，我們會提供新的暫時憑證，供您在實驗室活動期間登入及存取 Google Cloud。

為了順利完成這個實驗室，請先確認：

• 可以使用標準的網際網路瀏覽器 (Chrome 瀏覽器為佳)。

注意事項：請使用無痕模式 (建議選項) 或私密瀏覽視窗執行此實驗室，這可以防止個人帳戶和學員帳戶之間的衝突，避免個人帳戶產生額外費用。

• 是時候完成實驗室活動了！別忘了，活動一旦開始將無法暫停。

注意事項：務必使用實驗室專用的學員帳戶。如果使用其他 Google Cloud 帳戶，可能會產生額外費用。

如何開始研究室及登入 Google Cloud 控制台

1. 點選「Start Lab」按鈕。如果實驗室會產生費用，畫面上會出現選擇付款方式的對話方塊。左側的「Lab Details」窗格會顯示下列項目：

   • 「Open Google Cloud console」按鈕
   • 剩餘時間
   • 必須在這個研究室中使用的臨時憑證
   • 完成這個實驗室所需的其他資訊 (如有)

2. 點選「Open Google Cloud console」；如果使用 Chrome 瀏覽器，也能按一下滑鼠右鍵，選取「在無痕視窗中開啟連結」。

   接著，實驗室會啟動相關資源，並開啟另一個分頁，顯示「登入」頁面。

   提示：您可以在不同的視窗中並排開啟分頁。

   注意：如果頁面中顯示「選擇帳戶」對話方塊，請點選「使用其他帳戶」。

3. 如有必要，請將下方的 Username 貼到「登入」對話方塊。

   {{{user_0.username | "Username"}}}

   您也可以在「Lab Details」窗格找到 Username。

4. 點選「下一步」。

5. 複製下方的 Password，並貼到「歡迎使用」對話方塊。

   {{{user_0.password | "Password"}}}

   您也可以在「Lab Details」窗格找到 Password。

6. 點選「下一步」。

   重要事項：請務必使用實驗室提供的憑證，而非自己的 Google Cloud 帳戶憑證。 注意：如果使用自己的 Google Cloud 帳戶來進行這個實驗室，可能會產生額外費用。

7. 按過後續的所有頁面：

   • 接受條款及細則。
   • 由於這是臨時帳戶，請勿新增救援選項或雙重驗證機制。
   • 請勿申請免費試用。

Google Cloud 控制台稍後會在這個分頁開啟。

注意：如要使用 Google Cloud 產品和服務，請點選「導覽選單」，或在「搜尋」欄位輸入服務或產品名稱。

啟動 Cloud Shell

Cloud Shell 是搭載多項開發工具的虛擬機器，提供永久的 5 GB 主目錄，而且在 Google Cloud 中運作。Cloud Shell 提供指令列存取權，方便您使用 Google Cloud 資源。

1. 點按 Google Cloud 控制台頂端的「啟用 Cloud Shell」圖示 。

2. 系統顯示視窗時，請按照下列步驟操作：

   • 繼續操作 Cloud Shell 視窗。
   • 授權 Cloud Shell 使用您的憑證發出 Google Cloud API 呼叫。

連線建立完成即代表已通過驗證，而且專案已設為您的 Project_ID：。輸出內容中有一行文字，宣告本工作階段的 Project_ID：

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

gcloud 是 Google Cloud 的指令列工具，已預先安裝於 Cloud Shell，並支援 Tab 鍵自動完成功能。

3. (選用) 您可以執行下列指令來列出使用中的帳戶：

gcloud auth list

4. 點按「授權」。

輸出內容：

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

5. (選用) 您可以使用下列指令來列出專案 ID：

gcloud config list project

輸出內容：

[core] project = {{{project_0.project_id | "PROJECT_ID"}}} 注意：如需 gcloud 的完整說明，請前往 Google Cloud 參閱 gcloud CLI 總覽指南。

工作 1：檢查資料庫旗標

1. 在您開始本實驗室時，系統會佈建 AlloyDB 叢集和執行個體。在 Cloud 控制台的「導覽選單」 中，點選「查看所有產品」。在「資料庫」部分，依序點選「AlloyDB」和「叢集」，即可查看叢集的詳細資料。

2. 叢集名稱為 lab-cluster，執行個體名稱為 lab-instance。

3. 執行個體需要一段時間才能完全建立及初始化。請等待「狀態」顯示為「已就緒」，再繼續進行接下來的步驟。

4. 記下執行個體區段中的「私人 IP」位址。請將「私人 IP」位址複製到文字檔，以便在後續步驟中貼上該值。

5. 執行個體也已設定 enable_pgaudit 資料庫旗標。Pgaudit 是 PostgreSQL 的熱門功能，可透過標準記錄功能，提供詳細的工作階段和物件稽核記錄。為完整啟用 pgaudit，您也必須啟用對應的資料庫擴充功能，這部分會在下一節說明。

6. 在「叢集內的執行個體」部分，選取「lab-instance」，然後點選「編輯主要節點」。

7. 展開「進階設定選項」，然後點選「新增資料庫旗標」，為執行個體新增資料庫旗標。

8. 瀏覽「選擇旗標」中的可用旗標清單，瞭解支援的選項。在本實驗室您不會新增其他旗標。

9. 按兩次「取消」，即可離開「編輯主要執行個體」畫面。

工作 2：設定資料庫擴充功能

1. 接續上一個步驟，您將設定資料庫擴充功能，為 AlloyDB 叢集完整啟用 pgaudit 功能。

2. 與設定旗標不同，您必須透過 psql 用戶端連線至執行個體，才能啟用資料庫擴充功能。

3. 在「導覽選單」() 的「Compute Engine」下方，點選「VM 執行個體」。

4. 在「連線」欄中，點選「alloydb-client」執行個體的「SSH」，開啟終端機視窗。

5. 將下列指令的 ALLOYDB_ADDRESS 替換為 AlloyDB 執行個體的私人 IP 位址，設定環境變數。

export ALLOYDB=ALLOYDB_ADDRESS

6. 執行下列指令，將 AlloyDB 執行個體的私人 IP 位址儲存至 AlloyDB 用戶端 VM，確保操作實驗室期間都能使用。

echo $ALLOYDB > alloydbip.txt

7. 使用下列指令啟動 PostgreSQL (psql) 用戶端。系統會提示您提供建立叢集時輸入的 postgres 使用者密碼 (Change3Me)。

psql -h $ALLOYDB -U postgres

8. 您會看到下方的 psql 終端機提示。

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. 分別輸入並執行下列 SQL 指令，啟用擴充功能。

\c postgres CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS PGAUDIT;

10. 執行下列系統查詢，查看 pgaudit 擴充功能的詳細資料。

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

11. 輸入 \q 結束 psql 用戶端。

12. 輸入 exit 關閉終端機視窗。

13. 點選「Check my progress」確認目標已達成。

啟用 pgaudit 擴充功能

工作 3：為現有叢集建立讀取集區執行個體

1. AlloyDB for PostgreSQL 的一項重要功能是實作讀取集區執行個體。讀取集區執行個體能匯總節點來提高叢集的讀取能力，因此您可以調度資源，享有可用性高的讀取效能。

叢集不一定要有讀取集區執行個體，但這類執行個體比主要執行個體更適合用於資料分析工作負載，因此是資料分析的最佳選擇。

2. 如要新增讀取集區執行個體，請在叢集的「總覽」頁面，點按「叢集中的執行個體」部分的「新增讀取集區」或「新增讀取集區執行個體」。

3. 在「讀取集區執行個體 ID」輸入 lab-instance-rp1。將「節點數」設為 2。

4. 在「機型」部分選取 2 個 vCPU，16 GB。

5. 點選「建立讀取集區」。

6. 建立讀取集區執行個體約需 8 至 11 分鐘。

7. 讀取集區執行個體現在會顯示在「總覽」頁面。請注意，私人 IP 與主要執行個體的位址集區相同。直接 IP 位址可讓您將讀取專用查詢導向讀取集區，進而提升叢集整體效能。

8. 點選「Check my progress」確認目標已達成。

建立讀取集區執行個體

工作 4：設定備份

1. 建立每個 AlloyDB 叢集時，系統預設會設定自動備份。不過，您可以視工作負載需求，隨時建立備份，取得更多復原選項。

2. 在 Cloud 控制台的「導覽選單」() 中，依序點選「查看所有產品」、「資料庫」、「AlloyDB」和「備份」，開啟「備份」頁面。

3. 由於您的執行個體是最近才建立，因此沒有任何自動備份，您將繼續建立隨選備份。按一下「建立備份」。

4. 確認已選取「lab-cluster」做為備份來源。

5. 輸入備份的專屬 ID。在本例中，請輸入 lab-backup。

6. 點選「建立」。

AlloyDB 會檢查來源叢集是否處於「就緒」狀態，然後啟動長時間執行的作業來執行備份。作業完成前，「備份」頁面會顯示備份狀態為「進行中」。速度會因執行個體大小而異，但在實驗室環境中，備份應會在 1 分鐘內建立完成。

7. 在 Cloud Shell 執行下列指令，查看備份的詳細資料。

gcloud beta alloydb backups list

8. 復原備份非常簡單。請按一下備份資料列末端的「還原」連結。檢查備份資訊和建議的復原目標。在本實驗室中，您不會還原剛建立的備份。按一下「取消」即可關閉精靈。

9. 點選「Check my progress」確認目標已達成。

建立備份

工作 5：在 AlloyDB 控制台檢查 Monitoring

1. AlloyDB Monitoring 資訊主頁包含大量叢集和執行個體的使用情形、大小和效能資訊。資訊主頁會顯示您使用的資源指標，方便您監控產生的趨勢。

2. 在「叢集總覽」頁面，選取頁面左側的「Monitoring」連結。

3. lab-instance 的活動非常少，因此目前顯示的指標無法提供太多洞察資訊。您將使用 Postgres 工具 pgbench 生成綜合資料集，並執行模擬工作負載，讓 lab-instance 承受具代表性的負載。

4. 在「導覽選單」() 的「Compute Engine」下方，點選「VM 執行個體」。

5. 在「連線」欄中，點選「alloydb-client」執行個體的「SSH」，開啟終端機視窗。

6. 執行下列指令，設定 ALLOYDB 環境變數。

export ALLOYDB=$(cat alloydbip.txt)

7. 使用 pgbench 的第一步是建立並填入範例資料表。請執行下列指令，建立一組四個資料表。系統會提示您輸入 postgres 使用者的密碼，也就是 Change3Me。

最大的資料表 pgbench_accounts 將載入 500 萬列。這項作業應該很快就能完成。

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. 連線至 psql 用戶端，然後執行下列查詢，確認 pgbench_accounts 資料表中的資料列數量。系統會提示您輸入 postgres 使用者的密碼，也就是 Change3Me。

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

9. 輸入 \q 結束 psql 用戶端。

10. 執行下列 pgbench 作業，模擬對 lab-instance 的工作負載。這項作業對應 50 個用戶端的負載，在 2 個執行緒中每 30 秒輪詢一次，持續 3 分鐘。系統會提示您輸入 postgres 使用者的密碼，也就是 Change3Me。

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

11. 工作負載作業會完成並回報執行狀況的統計資料。顯示出的詳細資料大致如下：

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 Monitoring 資訊主頁，將時間範圍設為 1 小時。下方的資訊方塊會顯示 平均 CPU 使用率、可用記憶體下限、連線數、每秒交易數、叢集儲存空間、複製延遲上限和有效節點數等詳細資料。

13. 點選左側的「查詢洞察」連結，查看 pgbench 作業對執行個體所發出查詢的詳情。

14. 您會在「熱門查詢與標記」下方看到查詢排序。下圖中，查詢 UPDATE pgbench_branches SET ... 是 Load by total time 的熱門查詢。您的結果可能會變動。

15. 「負載 (根據總時間)」欄有選取器選項。您也可以依據「負載 (根據 CPU 時間)」、「負載 (根據 IO 等待時間)」和「負載 (根據鎖定等待時間)」查看查詢。

16. 歡迎點按「熱門查詢和標記」部分「查詢」欄的任何值，或資訊主頁其他區域的連結，進一步瞭解查詢。

恭喜！

您已執行管理工作，確保 AlloyDB for PostgreSQL 資料庫發揮最佳效用。

使用手冊上次更新日期：2024 年 8 月 28 日

實驗室上次測試日期：2024 年 8 月 28 日

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