Multi-AZ и автоматическое резервное копирование

Multi-AZ — это функция высокой доступности RDS, которая автоматически создаёт синхронную резервную реплику в другой зоне доступности того же региона. AWS прозрачно управляет репликацией: Вы подключаетесь через единую конечную точку DNS, а RDS направляет трафик на основной экземпляр.

Если основной экземпляр выходит из строя из-за проблем с оборудованием, сетью или OS, RDS автоматически переключается на резервный экземпляр примерно за 60–120 секунд. Приложение повторно подключается через ту же конечную точку DNS, которая теперь разрешается в IP-адрес резервного экземпляра.

Вы можете включить Multi-AZ при создании экземпляра RDS или изменив существующий экземпляр. При включении этой функции для работающего экземпляра AWS создаёт снимок основного экземпляра, восстанавливает его во второй зоне доступности, а затем синхронизирует экземпляры с помощью встроенной репликации движка. Этот процесс может вызвать кратковременную приостановку операций ввода-вывода на основном экземпляре, поэтому запланируйте его на период низкой нагрузки или примите время, назначенное окном обслуживания.

Multi-AZ поддерживается всеми движками RDS, включая MySQL, PostgreSQL, MariaDB, Oracle и SQL Server, и не требует изменений на уровне приложения.

При переключении RDS изменяет DNS CNAME конечной точки базы данных, направляя его на резервный экземпляр примерно за 60 секунд. После обнаружения разрыва TCP-соединения приложение должно подключиться заново. Чтобы сократить задержку повторного подключения:

• Используйте короткое время жизни DNS-записи (обычно RDS уже устанавливает его равным 5 секундам)
• Реализуйте экспоненциальную задержку с повторными попытками в логике подключения
• Используйте инструменты пулов подключений, например RDS Proxy, которые автоматически устанавливают соединение заново

Переключение также можно запустить вручную для обслуживания или изменения класса экземпляра, что позволяет обновлять систему практически без простоя при включённом Multi-AZ.

На экзамене часто путают Multi-AZ (для доступности) и реплики для чтения (для масштабируемости). Основные различия:

• Резервный экземпляр Multi-AZ: синхронная репликация, запросы на чтение не обслуживаются, автоматическое переключение при отказе, тот же регион
• Реплика для чтения: асинхронная репликация, обслуживает запросы на чтение, автоматического переключения при отказе нет, может находиться в другом регионе

Multi-AZ не повышает производительность чтения — резервный экземпляр недоступен для выполнения запросов. Чтобы одновременно повысить доступность и масштабировать чтение, используйте Multi-AZ для основного экземпляра и отдельно добавьте реплики для чтения.

RDS автоматически создаёт ежедневные полные снимки базы данных и каждые 5 минут сохраняет журналы транзакций. Вместе они обеспечивают восстановление на определённый момент времени (PITR) для любой секунды в пределах периода хранения резервных копий. Вы можете восстановить базу данных в состояние на любой момент этого периода.

Автоматическое резервное копирование включено по умолчанию, а срок хранения можно установить от 1 до 35 дней. Значение 0 отключает автоматическое резервное копирование (и PITR). Окно резервного копирования — это 30-минутный период, который Вы задаёте сами или позволяете AWS выбрать в часы низкой нагрузки.

Окно резервного копирования — это период, когда создаются ежедневные снимки. В течение этого периода операции ввода-вывода хранилища могут ненадолго приостанавливаться в конфигурациях Single-AZ. В конфигурациях Multi-AZ снимок создаётся со standby-экземпляра, поэтому операции ввода-вывода на основном экземпляре не затрагиваются.

Окно обслуживания — это отдельный еженедельный период, когда AWS устанавливает исправления ОС, выполняет минорные обновления движка и изменяет параметры экземпляра. Рекомендуется назначить оба окна на периоды низкой нагрузки и убедиться, что они не пересекаются.

Чтобы восстановить данные на определённый момент времени, RDS сначала восстанавливает последний ежедневный снимок, а затем воспроизводит журналы транзакций до запрошенной отметки времени. В результате создаётся новый экземпляр DB — PITR никогда не перезаписывает исходный экземпляр, поэтому вы получаете безопасный способ восстановления, не прерывающий работу в рабочей среде.

После того как восстановленный экземпляр станет доступен, измените строку подключения приложения, чтобы она указывала на новую конечную точку, проверьте целостность данных, а затем удалите исходный экземпляр, если восстановление выполнялось намеренно. Обычное время восстановления пропорционально размеру базы данных и объёму журналов, накопившихся после последнего снимка.

Помимо автоматических резервных копий, вы можете в любое время создавать ручные снимки. В отличие от автоматических резервных копий, ручные снимки не ограничены сроком хранения — они сохраняются, пока вы явно их не удалите.

Ручные снимки особенно полезны для сохранения состояния перед серьёзной миграцией схемы, обновлением приложения или в конце расчётного периода для архивирования в целях соблюдения требований. Вы также можете предоставлять ручные снимки другим аккаунтам AWS или копировать их между регионами для аварийного восстановления.

Вы можете копировать автоматические и ручные снимки в другой регион AWS для аварийного восстановления. Копия представляет собой полный снимок, хранящийся в инфраструктуре S3 целевого региона. После копирования вы можете восстановить новый экземпляр RDS в этом регионе, если основной регион станет недоступен.

Копии снимков можно зашифровать в целевом регионе, даже если исходный снимок не зашифрован, и наоборот. Копирование между регионами влечёт расходы на передачу данных. Используйте AWS Backup или Lambda, запускаемую через EventBridge, чтобы автоматизировать периодическое копирование снимков между регионами.

Amazon RDS Proxy располагается между приложением и RDS и объединяет подключения к базе данных в пул. Это особенно полезно для функций Lambda, которые могут открывать тысячи краткоживущих подключений и исчерпывать лимит подключений к базе данных. RDS Proxy мультиплексирует подключения, поэтому база данных видит значительно меньше активных подключений.

Во время переключения Multi-AZ RDS Proxy удерживает подключения приложения и заново устанавливает подключение к базе данных с новым основным экземпляром, сокращая время повторного подключения приложения до нескольких секунд вместо нескольких минут. RDS Proxy также интегрируется с Secrets Manager и позволяет менять учётные данные без простоя приложения.

Теперь RDS предлагает два варианта Multi-AZ: экземпляр DB Multi-AZ (классический вариант с одним standby-экземпляром) и кластер DB Multi-AZ (два доступных для чтения standby-экземпляра в разных AZ). В режиме кластера используется полусинхронная репликация, а standby-экземпляры могут обслуживать операции чтения, что обеспечивает более высокую доступность и масштабирование чтения без отдельных Read Replicas.

На экзамене SAA-C03 чаще всего проверяются знания о классическом экземпляре DB Multi-AZ. Запомните: кластер Multi-AZ — это более новый вариант, в котором standby-экземпляры могут обслуживать чтение, а классический standby-экземпляр — нет.

Проверьте своё понимание концепций AWS Solutions Architect (SAA-C03) из этого урока.

В этом уроке вы узнали, что Multi-AZ обеспечивает синхронную репликацию на standby-экземпляр с автоматическим переключением за 60–120 секунд, автоматические резервные копии позволяют выполнять PITR на любую секунду в пределах срока хранения (1–35 дней), а ручные снимки сохраняются бессрочно и могут копироваться между регионами для DR. Далее мы рассмотрим Read Replicas для распределения трафика чтения и повышения пропускной способности чтения.