Seminar Aiven for PostgreSQL – Administration und Performance

Das Seminar behandelt PostgreSQL als verwalteten, aber weiterhin fachlich anspruchsvollen Datenbankservice. Verwaltungsgrenzen, SQL-Performance, Verbindungslast, Hochverfügbarkeit und Wiederherstellung werden praktisch miteinander verbunden.

Inhaltsverzeichnis

1. Einordnung und Nutzen
2. Zielgruppe
3. Voraussetzungen
4. Lernziele
5. Seminarinhalte
6. Tag 1: Service, Rollen, Datenbanken und Verbindungen
7. Tag 2: Queryanalyse, Indizes und Ressourcen
8. Tag 3: Hochverfügbarkeit, Backup, Migration und Lifecycle
9. Praxisübungen

Einordnung und Nutzen

Von der Servicebereitstellung über Rollen, Datenbanken, Extensions und TLS führt der Kurs zu PgBouncer, pg_stat_statements, EXPLAIN, Index- und Speicheranalyse. Automatische Backups, Point-in-Time-Recovery, Forks, Read Replicas, logische Migration, Major Upgrades und Cross-Region-Disaster-Recovery werden als kontrollierte Betriebsverfahren eingeordnet.

Zielgruppe

• Cloud- und Plattformadministration
• DevOps- und Site-Reliability-Engineering
• Technische Architektur und Betrieb
• PostgreSQL-Datenbankadministration
• Entwicklung und Architektur mit Datenbankverantwortung

Voraussetzungen

• Grundkenntnisse zu Cloud-Diensten, Netzwerken und Datenbanken
• Sicherer Umgang mit Browser und Kommandozeile
• Für Übungen ein freigegebenes Aiven-Projekt oder eine vorbereitete Schulungsumgebung
• Gute SQL-Grundkenntnisse
• Grundkenntnisse zu Transaktionen, Indizes und PostgreSQL sind hilfreich

Lernziele

• Aiven-for-PostgreSQL-Services sicher bereitstellen und verwalten
• Rollen, Datenbanken, Schemas und Extensions innerhalb des Managed-Service-Modells administrieren
• Verbindungslast mit PgBouncer kontrollieren
• Langsame Abfragen und Indexprobleme messbar analysieren
• Backups, Point-in-Time-Recovery, Replikate und Migrationen einordnen
• Skalierung, Major Upgrades und Disaster-Recovery-Abläufe vorbereiten

Seminarinhalte

Jeder Arbeitsschritt wird praktisch umgesetzt, mit einem kurzen Funktionstest geprüft und als wiederholbarer Betriebsablauf dokumentiert.

Tag 1: Service, Rollen, Datenbanken und Verbindungen

Der erste Tag schafft eine sichere und sauber getrennte Datenbankumgebung.

1. Schritt 1: Plan und Verfügbarkeitsmodell auswählen. Praktisches Arbeitsergebnis: CPU, RAM, I/O, Speicher, Knotenanzahl, Region und Ausfallanforderung anhand eines konkreten Anwendungsprofils bewertet.
2. Schritt 2: TLS-Zugang und Verbindungswege testen. Praktisches Arbeitsergebnis: direkte und Read-only-Verbindungsinformationen unterschieden, CA-Zertifikat eingesetzt und Clientverhalten bei Wiederverbindung geprüft.
3. Schritt 3: Rollen- und Schemamodell umsetzen. Praktisches Arbeitsergebnis: Login-, Eigentümer- und Anwendungsrollen getrennt, Datenbank- sowie Schemaschutz eingerichtet und Rechte mit Positiv- und Negativtests belegt.
4. Schritt 4: Extensions und Managed-Service-Grenzen prüfen. Praktisches Arbeitsergebnis: verfügbare Extensions, avnadmin-Rechte und aiven_extras eingeordnet und ein administrativer Vorgang ohne Superuserrechte umgesetzt.
5. Schritt 5: PgBouncer-Pool konfigurieren. Praktisches Arbeitsergebnis: Poolmodus, Datenbank, Benutzer, Poolgröße und Verbindungsgrenze eingestellt und direkte mit gepoolter Verbindungslast verglichen.

Tag 2: Queryanalyse, Indizes und Ressourcen

Der zweite Tag führt von Messdaten zu belastbaren Optimierungen.

1. Schritt 1: Arbeitslast und langsame Abfragen erfassen. Praktisches Arbeitsergebnis: pg_stat_statements, Laufzeit, Aufrufzahl, I/O, temporäre Dateien und Sperren gesammelt und nach Gesamtwirkung priorisiert.
2. Schritt 2: EXPLAIN und EXPLAIN ANALYZE lesen. Praktisches Arbeitsergebnis: Scanarten, Joinverfahren, Kardinalitätsschätzungen, Sortierung und tatsächliche Laufzeit schrittweise interpretiert.
3. Schritt 3: Indexstrategie verbessern. Praktisches Arbeitsergebnis: fehlenden, redundanten und wenig genutzten Index unterschieden, einen zielgerichteten Index erstellt und Lese- sowie Schreibwirkung gemessen.
4. Schritt 4: Vakuum, Bloat und lange Transaktionen beurteilen. Praktisches Arbeitsergebnis: Dead Tuples, Autovacuum, älteste Transaktion und blockierende Sessions korreliert und eine sichere Bereinigungsmaßnahme festgelegt.
5. Schritt 5: Speicher und Parallelität abstimmen. Praktisches Arbeitsergebnis: shared_buffers, work_mem, temporäre Dateien, parallele Worker und Dateisystemcache im Managed-Service-Kontext bewertet, ohne unkontrolliert Einzelparameter zu erhöhen.

Tag 3: Hochverfügbarkeit, Backup, Migration und Lifecycle

Der dritte Tag konzentriert sich auf Wiederherstellbarkeit und größere Änderungen.

1. Schritt 1: Automatische Backups und PITR planen. Praktisches Arbeitsergebnis: Backupfenster, Aufbewahrung, verschlüsselte Sicherung und gewünschter Wiederherstellungszeitpunkt in ein getestetes Recovery-Szenario überführt.
2. Schritt 2: Fork und Read Replica einsetzen. Praktisches Arbeitsergebnis: Fork für Test beziehungsweise Wiederherstellung und Read Replica für Leseentlastung beziehungsweise Regionennähe eingerichtet und Datenstand geprüft.
3. Schritt 3: Logische Migration vorbereiten. Praktisches Arbeitsergebnis: Quellvoraussetzungen, Publication, Subscription, Replikationsslot, Initialkopie und Umschaltkontrolle für eine kontinuierliche Migration dokumentiert.
4. Schritt 4: Major Upgrade kontrollieren. Praktisches Arbeitsergebnis: Extension- und Anwendungskompatibilität, Wartungszeitpunkt, Unumkehrbarkeit sowie neue Backupbasis berücksichtigt und ein verbindlicher Abnahmeplan erstellt.
5. Schritt 5: Cross-Region-DR und Betriebsrunbook einordnen. Praktisches Arbeitsergebnis: Recovery-Service, Switchover, Failover, Rückkehr, RPO/RTO und anwendungsseitige Umschaltung in ein abgestimmtes Notfallverfahren integriert.

Praxisübungen

• Rollen- und Schemamodell mit Minimalrechten
• PgBouncer-Test mit hoher Clientzahl und Statistikvergleich
• Optimierung einer langsamen Abfrage mit EXPLAIN ANALYZE
• Analyse von langer Transaktion, Sperre und Autovacuum-Auswirkung
• PITR-/Fork-Szenario und Datenstandskontrolle
• Migrations- oder Major-Upgrade-Runbook mit eindeutigen Abnahmekriterien