Skalabilitas otomatis PolarDB PostgreSQL Serverless - PolarDB

Serverless adalah fitur skalabilitas dinamis dari cloud-native database PolarDB. Node kluster melakukan penskalaan secara elastis dalam hitungan detik guna menangani lonjakan beban kerja tanpa mengganggu operasional bisnis Anda. Selama periode beban rendah, sumber daya secara otomatis diskalakan turun untuk mengurangi biaya.

Latar Belakang

Database sangat penting bagi sistem TI modern. Membuat database memerlukan konfigurasi sumber daya yang cermat—CPU, memori, penyimpanan, dan koneksi—untuk menangani jam puncak maupun jam sepi. Provisioning tetap menyia-nyiakan sumber daya saat permintaan rendah dan berisiko kapasitas tidak mencukupi saat terjadi lonjakan. Database serverless mengatasi hal ini dengan secara otomatis menskalakan sumber daya berdasarkan beban kerja saat ini, sehingga menghilangkan perencanaan kapasitas yang rumit serta beban operasional dan pemeliharaan (O&M).

Gambar berikut membandingkan penggunaan sumber daya antara kluster umum dan kluster Serverless di bawah beban kerja yang fluktuatif.

Perbedaan utama di bawah beban kerja fluktuatif:

Kluster umum: Sumber daya terbuang selama periode jam sepi dan tidak mencukupi selama periode puncak, yang berdampak pada kelangsungan bisnis.
Kluster Serverless:
- Menyesuaikan spesifikasi berdasarkan permintaan, mengurangi pemborosan sumber daya dan meningkatkan pemanfaatan.
- Menskalakan sumber daya kluster dengan cepat selama jam puncak untuk memastikan kelangsungan bisnis dan stabilitas sistem.
- Mengganti penagihan berbasis sumber daya tetap dengan model pay-as-you-go, yang secara dinamis menyesuaikan sumber daya dengan beban kerja untuk penghematan biaya signifikan.
- Menyediakan skalabilitas elastis yang dioptimalkan untuk throughput tulis tinggi dan konkurensi tinggi, cocok untuk volume data besar dan pola akses yang fluktuatif.
- Menghilangkan penyesuaian konfigurasi manual, meningkatkan efisiensi O&M, dan mengurangi biaya tenaga kerja.

Ikhtisar

Fitur Serverless menyediakan elastisitas real-time untuk sumber daya CPU, memori, penyimpanan, dan jaringan dengan isolasi sumber daya vertikal untuk jaringan, namespace, dan ruang penyimpanan. Penagihan on-demand untuk komputasi dan penyimpanan memungkinkan Anda menyesuaikan kapasitas secara independen sesuai perubahan bisnis, sehingga mengoptimalkan biaya dan efisiensi.

Item	Deskripsi
Model implementasi	Kluster Serverless: kluster dengan metode penagihan Serverless. Fitur tanpa server pada Kluster dengan spesifikasi yang ditentukan: kluster yang metode penagihannya adalah langganan atau bayar sesuai penggunaan saat dibuat dan kemudian fitur tanpa servernya diaktifkan secara manual. Spesifikasi yang ditentukan mengacu pada spesifikasi node komputasi yang Anda pilih setelah mengatur Billing Method ke Subscription atau Pay-as-you-go.
Metode penskalaan	Scale-up/down: perubahan CPU dan memori node komputasi dalam suatu kluster. Scale-in/out: perubahan jumlah node read-only dalam suatu kluster.
PCU (PolarDB Capacity Unit)	PCU adalah satuan untuk penagihan dan penskalaan sumber daya per detik pada fitur serverless. Satu PCU kira-kira setara dengan 1 core dan 2 GB memori. PCU sebuah node disesuaikan secara dinamis dalam rentang yang ditentukan berdasarkan beban kerja. Granularitas minimum untuk penskalaan adalah 0,5 PCU.

Jenis

Serverless feature for a cluster with defined specifications

Serverless cluster

Database proxy
- Proksi database memiliki dua bagian: spesifikasi yang ditentukan (default untuk kluster spesifikasi tetap) dan Serverless. Bagian Serverless melakukan penskalaan elastis berdasarkan beban kerja.
- Secara default, penskalaan terjadi dalam peningkatan 0,5 PCU. Peningkatan penskalaan disesuaikan secara dinamis berdasarkan penggunaan PCU saat ini. Penggunaan PCU yang lebih tinggi menghasilkan peningkatan penskalaan yang lebih besar.
Compute nodes
- Node primary (RW node) dan node read-only (RO nodes) mencakup sumber daya spesifikasi tetap dan sumber daya Serverless. Sumber daya spesifikasi tetap tidak diskalakan; sumber daya Serverless diskalakan secara elastis berdasarkan beban kerja.
- Saat node primary atau node read-only melakukan scale out atau in, jumlah PCU untuk node tersebut bertambah atau berkurang sesuai.
- Secara default, penskalaan terjadi dalam peningkatan 0,5 PCU. Peningkatan penskalaan disesuaikan secara dinamis berdasarkan penggunaan PCU saat ini. Penggunaan PCU yang lebih tinggi menghasilkan peningkatan penskalaan yang lebih besar.
- Anda dapat mengatur rentang penskalaan elastis untuk satu node dalam satuan PCU. Sistem memantau PCU node komputasi setiap detik.

Storage space
Penyimpanan menggunakan kluster dengan spesifikasi yang ditentukan. Storage space.

Catatan

Setelah Anda mengaktifkan fitur Serverless untuk kluster dengan spesifikasi yang ditentukan, jumlah koneksi maksimum dan IOPS maksimum untuk kluster tersebut sebanding dengan nilai parameter Serverless Maximum Resources for Single Node.

Database Proxy
- Proksi database adalah layanan Serverless. Sumber dayanya independen dari node komputasi, dan penskalaan elastisnya otomatis.
- Secara default, penskalaan terjadi dalam peningkatan 0,5 PCU. Peningkatan penskalaan disesuaikan secara dinamis berdasarkan penggunaan PolarDB Capacity Unit (PCU) saat ini. Penggunaan PCU yang lebih tinggi menghasilkan peningkatan penskalaan yang lebih besar.
Compute nodes
- Node primary (RW nodes) dan node read-only (RO nodes) semuanya bersifat Serverless, melakukan penskalaan elastis berdasarkan beban kerja, dan menggunakan penyimpanan bersama single-zone.
- Saat node primary atau node read-only melakukan scale out atau in, jumlah PCU untuk node tersebut bertambah atau berkurang sesuai.
- Secara default, penskalaan terjadi dalam peningkatan 0,5 PCU. Peningkatan penskalaan disesuaikan secara dinamis berdasarkan penggunaan PCU saat ini. Penggunaan PCU yang lebih tinggi menghasilkan peningkatan penskalaan yang lebih besar.
- Anda dapat mengatur rentang penskalaan elastis untuk satu node dalam satuan PCU. Sistem memantau PCU node komputasi setiap detik.

Storage space
Penyimpanan menggunakan model pay-as-you-go. Anda tidak perlu memilih kapasitas saat pembelian. Penyimpanan secara otomatis diskalakan saat data bertambah, dan Anda hanya membayar berdasarkan penggunaan aktual. Lihat Database Storage Usage pada halaman Basic Information kluster Anda. View database storage usage.

Catatan

Kluster serverless mendukung hingga 100.000 koneksi dan IOPS maksimum 84.000.

Auto scaling

Pemicu scale-up dan scale-out

Scale-up (meningkatkan spesifikasi node)
PolarDB memantau penggunaan CPU, penggunaan memori, dan metrik tingkat kernel lainnya dari node komputasi. Scale-up dipicu selama periode pemantauan jika salah satu kondisi berikut terpenuhi:
- Penggunaan CPU lebih tinggi dari ambang batas yang telah ditetapkan (default: 85%).
- Penggunaan memori lebih tinggi dari 85%.
- Spesifikasi node read-only kurang dari separuh spesifikasi node primary.
  Contohnya, jika node read-only berada di 4 PCU dan node primary berada di 10 PCU, maka node read-only akan diskalakan naik menjadi minimal 5 PCU.
Scale-out (menambah node)
Jika node read-only mencapai batas penskalaan yang dikonfigurasi tetapi masih memenuhi kondisi scale-up (misalnya, penggunaan CPU melebihi ambang batas), maka scale-out akan menambahkan lebih banyak node read-only.

Pemicu scale-down dan scale-in

Scale-down (menurunkan spesifikasi node)
Scale-down dipicu ketika penggunaan CPU turun di bawah ambang batas yang telah ditetapkan (default: 55%) dan penggunaan memori turun di bawah 40%.
Scale-in (menghapus node)
Scale-in menghapus node read-only jika penggunaan CPU-nya tetap di bawah 15% dan semua node read-only lainnya tetap di bawah 60% selama 15 hingga 30 menit.
Catatan
- Untuk mencegah jitter node, hanya satu node read-only yang dihapus dalam satu waktu. Periode tenang antara peristiwa scale-in berturut-turut adalah 15 hingga 30 menit.
- Untuk segera menghapus semua node read-only, ubah Serverless Configuration. Atur baik Maximum Read-only Nodes maupun Minimum Read-only Nodes menjadi 0. Tindakan ini akan segera memicu penghapusan semua node read-only.

Catatan

Ambang batas yang dijelaskan merupakan nilai default. Nilai tersebut dapat berbeda tergantung pada parameter kernel kluster dan kebijakan konfigurasi Serverless.

Manfaat

Serverless secara dinamis menskalakan sumber daya kluster dalam hitungan detik berdasarkan beban kerja. Manfaat utamanya:

Ketersediaan tinggi
Arsitektur multi-node memastikan ketersediaan tinggi dan stabilitas kluster Serverless.
Elastisitas tinggi
- Rentang penskalaan luas: Mendukung penskalaan vertikal dan horizontal otomatis.
- Penskalaan dalam hitungan detik: Mendeteksi lonjakan beban kerja dalam 5 detik dan menyelesaikan scale-out dalam 1 detik. Saat beban kerja menurun, sumber daya dilepas secara bertahap.
Konsistensi data yang kuat
Mendukung global consistency untuk memastikan data yang ditulis ke kluster langsung dapat dibaca pada node read-only, dengan performa hampir identik dengan weak consistency.
Catatan
Global consistency dinonaktifkan secara default. Anda dapat mengaktifkannya untuk titik akhir kluster. Global Consistency.
Hemat biaya
Kluster Serverless ditagih berdasarkan PCU dengan model pay-as-you-go. Hal ini dapat mengurangi biaya Anda hingga 80%.
Fully managed
Alibaba Cloud menangani seluruh pekerjaan O&M—peningkatan versi, penerapan sistem, penskalaan, dan pemrosesan alert—tanpa memengaruhi layanan Anda. Hal ini memberikan pengalaman fully managed yang memungkinkan Anda fokus pada bisnis.

Kasus penggunaan

Kluster Serverless

Beban kerja dengan fluktuasi signifikan.
Penggunaan database yang jarang, seperti pada lingkungan pengembangan dan staging.
Tugas terjadwal intermiten, seperti untuk instruksi akademik dan eksperimen mahasiswa.
Beban kerja yang tidak dapat diprediksi, seperti pada Internet of Things (IoT) dan komputasi tepi.
Kebutuhan untuk mengurangi biaya O&M dan meningkatkan efisiensi O&M.

Serverless feature for clusters with defined specifications

Beban kerja dengan fluktuasi signifikan.
Beban kerja yang tidak dapat diprediksi, seperti pada Internet of Things (IoT) dan komputasi tepi.
Kebutuhan untuk mengurangi biaya O&M dan meningkatkan efisiensi O&M.
Menangani kebutuhan bisnis yang fluktuatif untuk kluster PolarDB yang sudah ada.

Versi yang didukung

Kluster Serverless

Versi berikut dari PolarDB for PostgreSQL didukung:

PostgreSQL 14: Enterprise Edition dan Standard Edition.
PostgreSQL 15: Enterprise Edition.
PostgreSQL 16: Enterprise Edition.

Serverless feature for clusters with defined specifications

PolarDB for PostgreSQL mendukung versi berikut:

Edition: Enterprise Edition.
Sub-family: Dedicated.
Database engine:
- PostgreSQL 14 dengan versi mesin minor 2.0.14.13.27.0 atau lebih baru.
- PostgreSQL 15 dengan versi mesin minor 2.0.15.14.6.0 atau lebih baru.
- PostgreSQL 16 dengan versi mesin minor 2.0.16.9.6.0 atau lebih baru.

Batasan

Kluster Serverless tidak mendukung titik akhir kluster kustom, penambahan node secara manual, atau peningkatan dan penurunan spesifikasi manual.

Batas koneksi maksimum: Untuk mencegah lonjakan koneksi menghabiskan sumber daya kluster dalam jendela deteksi sumber daya, jumlah koneksi maksimum yang tersedia sebenarnya pada kluster Serverless diskalakan secara dinamis sesuai dengan PCU real-time. Aturan ini berbeda-beda tergantung jenis Serverless:

Serverless cluster (elastic mode): Jumlah koneksi maksimum hanya bergantung pada PCU saat ini. Nilainya adalah 150 ketika PCU<1, 200 ketika PCU=1, PCU × 187.5 ketika 1<PCU<17, dan tetap 3200 ketika PCU≥17.
Fixed-specification cluster dengan Serverless diaktifkan (stable mode): Jumlah koneksi maksimum terdiri dari bagian dasar tetap dan bagian elastis, serta rumusnya bervariasi berdasarkan total memori. Rumus dasarnya adalah:
- BaseConn = (BaseCPU + BaseMEM) × 100
- TotalMEM = BaseMEM + PCU × 2
dengan BaseCPU adalah jumlah CPU dasar, BaseMEM adalah ukuran memori dasar dalam GB, dan TotalMEM adalah ukuran memori total.

Klik untuk memperluas guna melihat ambang batas detail dan contoh perhitungan

Pemetaan PCU ke koneksi maksimum — Serverless cluster (elastic mode)

Rentang PCU	Koneksi maksimum
PCU<1	150
PCU=1	200
1<PCU<17	PCU×187.5
PCU≥17	3200

Ambang batas TotalMEM — Fixed-specification cluster dengan Serverless diaktifkan (stable mode)

Rentang TotalMEM	Komposisi	Rumus
TotalMEM≤4 GB	Dasar + elastis	BaseConn + PCU×300 − 100
4 GB<TotalMEM≤8 GB	Dasar + elastis	BaseConn + PCU×300 − 200
8 GB<TotalMEM≤16 GB	Dasar + elastis	BaseConn + PCU×300 − 400
16 GB<TotalMEM<96 GB	Nilai tetap	3200
96 GB≤TotalMEM<256 GB	Nilai tetap	12800
256 GB≤TotalMEM<512 GB	Nilai tetap	25600
TotalMEM≥512 GB	Nilai tetap	36000

Contoh perhitungan

Asumsikan spesifikasi tetap 2 core 4 GB (yaitu BaseCPU=2, BaseMEM=4 GB) dengan PCU elastis Serverless=1. Perhitungannya sebagai berikut:

TotalMEM = 4 + 1×2 = 6 GB, yang termasuk dalam rentang 4 GB<TotalMEM≤8 GB.
BaseConn = (2 + 4) × 100 = 600.
Jumlah koneksi maksimum yang tersedia sebenarnya: 600 + 1×300 − 200 = 700.

Penagihan

Kluster Serverless
Biaya mencakup biaya node komputasi, biaya penyimpanan, biaya backup storage (dikenakan hanya untuk penggunaan yang melebihi kuota gratis), dan biaya SQL Explorer (opsional). Serverless billing.
Catatan
Diskon peluncuran 50% tersedia untuk kluster serverless PolarDB for PostgreSQL. Peluncuran kluster serverless PolarDB for PostgreSQL.
Kluster dengan spesifikasi yang ditentukan yang diaktifkan Serverless
Biaya mencakup biaya untuk kluster dengan spesifikasi yang ditentukan dan untuk fitur serverless. Untuk penagihan kluster, lihat Billable items. Untuk penagihan fitur Serverless, lihat Serverless billing.