Come configurare un deployment Multi-AZ di AWS RDS per l'Alta Disponibilità

La disponibilità del database è fondamentale per le applicazioni di produzione critiche. I tempi di inattività possono portare a perdite finanziarie significative, danni alla reputazione e utenti frustrati. Amazon Relational Database Service (RDS) offre una soluzione robusta per la gestione dei database relazionali nel cloud e l'opzione di deployment Multi-AZ è specificamente progettata per fornire maggiore disponibilità, durabilità e tolleranza ai guasti per le istanze del database.

Questo articolo vi guiderà attraverso il processo di configurazione di un deployment AWS RDS Multi-AZ. Tratteremo cos'è Multi-AZ, i suoi principali vantaggi e forniremo istruzioni passo passo per la sua configurazione sia per le istanze RDS nuove che per quelle esistenti. Alla fine, capirete come costruire un'infrastruttura di database resiliente che garantisca funzionalità di failover automatico, migliorando significativamente l'uptime e la durabilità per le vostre istanze database MySQL, PostgreSQL o altri motori supportati.

Cos'è AWS RDS Multi-AZ?

Un deployment AWS RDS Multi-AZ (Multiple Availability Zone) crea una replica esatta dell'istanza del database in una diversa Zona di Disponibilità (AZ) fisicamente isolata all'interno della stessa Regione AWS. Questa istanza di standby opera in una configurazione di "hot standby", il che significa che viene continuamente aggiornata con le modifiche provenienti dall'istanza primaria utilizzando la replicazione sincrona.

Come funziona:

Istanza Primaria: La vostra applicazione si connette e scrive dati sull'istanza primaria del database.
Replicazione Sincrona: Tutte le scritture di dati sull'istanza primaria vengono replicate in modo sincrono sull'istanza di standby. Ciò garantisce che l'istanza di standby sia sempre aggiornata rispetto alla primaria, minimizzando la perdita di dati durante un failover.
Failover Automatico: Nel caso di un guasto dell'infrastruttura che colpisce l'istanza primaria (ad esempio, interruzione dell'AZ, guasto hardware dell'istanza, problemi di rete o crash del motore del database), AWS RDS passa automaticamente alla replica di standby. Questo processo di failover richiede in genere 1-2 minuti e non richiede alcun intervento manuale da parte vostra. L'endpoint del database rimane lo stesso, quindi le vostre applicazioni non hanno bisogno di modificare le loro stringhe di connessione.
Endpoint Singolo: Sia l'istanza primaria che quella di standby condividono un singolo endpoint DNS. Le vostre applicazioni si connettono a questo endpoint e AWS gestisce la reindirizzamento all'istanza primaria attualmente attiva.

Vantaggi dei Deployment Multi-AZ

La configurazione di RDS con Multi-AZ offre diversi vantaggi cruciali per i carichi di lavoro di produzione:

Alta Disponibilità: Il failover automatizzato a una replica di standby in una diversa AZ assicura che il database rimanga operativo anche se l'AZ primaria subisce un'interruzione. Questo riduce significativamente i tempi di inattività.
Durabilità dei Dati: La replicazione sincrona garantisce che tutte le transazioni confermate siano presenti sia sull'istanza primaria che su quella di standby. Ciò riduce al minimo il rischio di perdita di dati durante un failover.
Ripristino di emergenza (Disaster Recovery): Estendendosi su più Zone di Disponibilità, il database è protetto da guasti a livello di AZ, costituendo una componente critica della vostra strategia di ripristino di emergenza.
Operazioni Semplificate: AWS gestisce automaticamente il monitoraggio, la replicazione e il processo di failover. Non è necessario configurare la replicazione basata su host, gestire le istanze di standby o orchestrare manualmente i failover.
Finestre di Manutenzione: Durante la manutenzione pianificata (ad esempio, l'applicazione di patch al sistema operativo o gli aggiornamenti del motore del database), AWS effettua automaticamente il failover all'istanza di standby, esegue la manutenzione sulla vecchia istanza primaria e poi torna indietro. Questo minimizza i tempi di inattività dell'applicazione.
Prestazioni (Latenza di Scrittura): Sebbene la replicazione sincrona introduca intrinsecamente un leggero aumento della latenza di scrittura rispetto a un deployment single-AZ (dovuto alla conferma delle scritture in due posizioni), questo è spesso trascurabile per la maggior parte delle applicazioni ed è un compromesso valido per la maggiore disponibilità.

Prerequisiti

Prima di iniziare, assicuratevi di avere:

Un Account AWS con le autorizzazioni appropriate per creare e gestire istanze RDS.
Una comprensione di base delle Regioni AWS, delle Zone di Disponibilità e delle Virtual Private Cloud (VPC).

Guida alla Configurazione Passo Passo

Opzione 1: Creazione di una nuova istanza RDS con Multi-AZ

Questo è l'approccio consigliato per i nuovi deployment, garantendo l'alta disponibilità fin dal primo giorno.

Navigare nella Console RDS: Accedete alla AWS Management Console e aprite la console Amazon RDS.
Crea Database: Nel pannello di navigazione, selezionate Databases, quindi fate clic su Create database (Crea database).
Scegli il Metodo di Creazione del Database: Selezionate Standard create (Creazione standard).
Scegli Opzioni Motore:
- Engine type (Tipo di motore): Selezionate il motore di database desiderato (ad esempio, MySQL, PostgreSQL, SQL Server, Oracle).
- Engine version (Versione del motore): Scegliete la versione specifica.
Modelli (Templates): Scegliete il modello appropriato. Per la produzione, Production è raccomandato in quanto imposta di default Multi-AZ.
Impostazioni (Settings):
- DB instance identifier (Identificatore istanza DB): Fornite un nome univoco per l'istanza del database.
- Master username e Master password (Nome utente master e Password master): Impostate le credenziali per l'utente principale del database.
DB Instance Size (Dimensione istanza DB): Selezionate la classe di istanza che soddisfa i vostri requisiti di prestazioni.
Storage: Configurate il tipo di storage e lo spazio allocato.
Availability & Durability (Disponibilità e Durabilità): Questo è il passo cruciale per Multi-AZ:
- Sotto Multi-AZ deployment, selezionate Yes (Create a standby instance) [Sì (Crea un'istanza di standby)].
- (Opzionale) Se avete selezionato il modello "Production" in precedenza, questa opzione sarà preselezionata.
Connettività (Connectivity):
- VPC: Selezionate il VPC in cui risiederà il database.
- Subnet group (Gruppo di sottoreti): Assicuratevi di avere un gruppo di sottoreti DB che si estenda su più Zone di Disponibilità. RDS lo utilizzerà per posizionare le istanze primaria e di standby in AZ diverse.
- Public access (Accesso pubblico): Scegliete No per gli ambienti di produzione, seguendo le migliori pratiche di sicurezza.
- VPC security groups (Gruppi di sicurezza VPC): Collegate un gruppo di sicurezza appropriato che consenta il traffico in entrata verso la porta del database dai vostri server applicativi.
Database Authentication (Autenticazione Database): Scegliete il vostro metodo di autenticazione preferito.
Monitoring, Performance Insights, Log Exports, Maintenance (Monitoraggio, Performance Insights, Esportazione log, Manutenzione): Configurateli secondo le vostre esigenze operative.
Create database (Crea database): Rivedete tutte le impostazioni e fate clic su Create database.

AWS effettuerà il provisioning dell'istanza primaria e poi creerà e sincronizzerà la replica di standby in una Zona di Disponibilità diversa. Questo processo può richiedere del tempo, a seconda delle dimensioni dell'istanza.

Opzione 2: Modifica di un'istanza RDS esistente a Multi-AZ

È possibile abilitare Multi-AZ per un'istanza RDS single-AZ esistente senza tempi di inattività.

Navigare nella Console RDS: Accedete alla AWS Management Console e aprite la console Amazon RDS.
Seleziona Database: Nel pannello di navigazione, selezionate Databases, quindi selezionate l'istanza RDS che desiderate modificare.
Modifica Istanza (Modify Instance): Fate clic sul pulsante Modify (Modifica).
Availability & Durability: Scorrete fino alla sezione Availability & Durability (Disponibilità e Durabilità).
- Sotto Multi-AZ deployment, selezionate Yes (Create a standby instance) [Sì (Crea un'istanza di standby)].
Continua: Rivedete le altre impostazioni (classe di istanza, storage, ecc.) ed effettuate eventuali altre modifiche necessarie, quindi fate clic su Continue (Continua).
Scheduling of Modifications (Pianificazione delle Modifiche):
- Apply immediately (Applica immediatamente): La scelta di questa opzione applicherà immediatamente le modifiche. Per l'abilitazione di Multi-AZ, AWS creerà l'istanza di standby in background. L'istanza primaria rimane disponibile durante questa fase iniziale di creazione, anche se potrebbe esserci un breve periodo di maggiore latenza I/O. Una volta che lo standby è sincronizzato, ci sarà una breve interruzione (in genere inferiore a un minuto) quando AWS eseguirà un piccolo failover per attivare la configurazione Multi-AZ.
- Apply during the next scheduled maintenance window (Applica durante la prossima finestra di manutenzione pianificata): Questa opzione applicherà le modifiche durante la finestra di manutenzione definita, minimizzando l'interruzione durante le ore di punta.
Modify DB instance (Modifica istanza DB): Fate clic su Modify DB instance.

AWS avvierà il processo di creazione della replica di standby e la sincronizzazione con l'istanza primaria. Durante questo periodo, il database rimarrà online, ma potreste osservare un breve evento di failover quando la configurazione Multi-AZ sarà finalizzata.

Monitoraggio del Deployment Multi-AZ

Dopo aver configurato Multi-AZ, è essenziale monitorare il suo stato:

Console RDS: Andate alla console RDS e selezionate la vostra istanza database.
Scheda Dettagli (Details Tab): Sotto la sezione Connectivity & security (Connettività e sicurezza), vedrete Multi-AZ elencato come Yes (Sì). Sotto Availability & durability (Disponibilità e durabilità), dovrebbe mostrare che la vostra istanza è in un deployment Multi-AZ.
Eventi (Events): Controllate la scheda Logs & events (Log ed eventi) per gli eventi relativi a failover, creazione di istanze o attività di manutenzione. AWS registrerà gli eventi per i failover (ad esempio, RDS-EVENT-0026 - DB instance XXX has been failed over).

Testare il Failover (Opzionale ma Raccomandato)

Sebbene AWS gestisca automaticamente i failover, è buona pratica comprendere e occasionalmente testare il meccanismo di failover in un ambiente non di produzione.

Attivazione di un Failover:

Riavvio con Failover (Reboot with Failover): Selezionate l'istanza Multi-AZ nella console RDS. Dal menu Actions (Azioni), scegliete Reboot (Riavvia). Assicuratevi di selezionare l'opzione "Reboot with failover?" (Riavvia con failover?).
- Questa azione costringe RDS a passare l'istanza primaria alla replica di standby, simulando un'interruzione non pianificata. La vostra applicazione subirà una breve disconnessione (1-2 minuti) mentre l'endpoint DNS si aggiorna.
Osserva Eventi: Dopo aver avviato un failover, monitorate la scheda Logs & events (Log ed eventi) per la vostra istanza. Dovreste vedere eventi che indicano che un failover è avvenuto e che la nuova istanza primaria è attiva.

Considerazioni e Best Practices

Costo: I deployment Multi-AZ comportano costi più elevati rispetto ai deployment single-AZ perché si stanno effettivamente eseguendo due istanze di database (primaria e standby), anche se solo una sta attivamente servendo il traffico in un dato momento.
Read Replicas vs. Multi-AZ: Comprendete la differenza. Multi-AZ è per l'alta disponibilità e la durabilità (scritture). Le Read Replicas (Repliche di Lettura) sono per lo scaling della lettura e il miglioramento delle prestazioni di lettura. Possono essere usate insieme; è possibile creare un'istanza primaria Multi-AZ e poi avere repliche di lettura per lo scaling di applicazioni con elevato carico di lettura.
Impatto sulle Prestazioni: Sebbene Multi-AZ migliori la disponibilità, la replicazione sincrona può introdurre un leggero aumento della latenza di scrittura rispetto a single-AZ. Per la maggior parte delle applicazioni, questo overhead è minimo.
Gruppi di Sottoreti (Subnet Groups): Assicuratevi che il vostro Gruppo di Sottoreti DB includa sottoreti in almeno due diverse Zone di Disponibilità. Ciò consente a RDS di posizionare le istanze primaria e di standby in AZ separate.
Gruppi di Sicurezza (Security Groups): Configurate correttamente i vostri gruppi di sicurezza VPC per consentire il traffico dai vostri server applicativi all'endpoint RDS.
Supporto Motore Database: Multi-AZ è supportato dai motori di database più popolari, inclusi MySQL, PostgreSQL, SQL Server, Oracle e MariaDB.

Conclusione

I deployment AWS RDS Multi-AZ sono un pilastro fondamentale per la costruzione di soluzioni di database relazionali altamente disponibili e durevoli nel cloud. Replicando automaticamente i dati attraverso le Zone di Disponibilità e fornendo un failover senza interruzioni, Multi-AZ riduce significativamente il rischio di tempi di inattività e perdita di dati per le vostre applicazioni critiche. Sebbene comporti un costo maggiore, la semplicità operativa e la maggiore resilienza lo rendono una configurazione essenziale per i carichi di lavoro di database di livello produttivo su AWS. Implementate Multi-AZ oggi per salvaguardare i vostri dati e garantire l'erogazione continua del servizio.