Dalibo SCOP
| Formation | Module K2 |
| Titre | Configuration et gestion des ressources |
| Révision | 26.09 |
| https://dali.bo/k2_pdf | |
| EPUB | https://dali.bo/k2_epub |
| HTML | https://dali.bo/k2_html |
| Slides | https://dali.bo/k2_slides |
| TP | https://dali.bo/k2_tp |
| TP (solutions) | https://dali.bo/k2_solutions |
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Cette licence couvre les diapositives, les manuels eux-mêmes et les travaux pratiques. Cette formation peut également contenir quelques images et schémas dont la redistribution est soumise à des licences différentes qui sont alors précisées.
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Ce document ne couvre que les versions supportées de PostgreSQL au moment de sa rédaction, soit les versions 14 à 18.
Sur les versions précédentes susceptibles d’être encore rencontrées en production, seuls quelques points très importants sont évoqués, en plus éventuellement de quelques éléments historiques.
Sauf précision contraire, le système d’exploitation utilisé est Linux.
Ce module se consacre à la configuration des ressources, que ce soit
au niveau de Kubernetes et des Pods de nos
Clusters mais également sur la configuration PostgreSQL qui
est indispensable à faire. L’opérateur fait un certain nombre
d’opérations pour nous, mais on verra qu’il reste encore de nombreuses
choses à faire.
Quelques paramètres PostgreSQL basiques seront présentés et nous verrons comment l’opérateur configure par défaut les instances. Il existe plus de 300 paramètres pour le SGBD PostgreSQL, tout ne sera pas abordé dans cette formation. Nos autres formations sont là pour ça.
Avant de prendre le temps d’explorer la configuration des
Cluster et de PostgreSQL, un petit détour est nécessaire
sur les notions de base de l’attribution de ressources dans Kubernetes.
Ces bases étant posées, nous pourrons nous attarder sur les implications
que cela peut avoir sur un Cluster et notamment concernant
la Quality of Service Class d’un Pod.
Il est évident que PostgreSQL doit également être correctement configuré. Cela fera l’objet de la dernière partie de ce module.
Dans Kubernetes, les Pods qui vont exécuter une charge
applicative peuvent se voir attribuer des ressources. Ces ressources
sont appliquées par le container runtime et, in fine,
par le kernel du nœud. Sur des nœuds Linux, c’est le mécanisme
de cgroup qui entre en jeu. Cette configuration est
totalement optionnelle. Vous pouvez tout à fait déployer une application
sans aucune attribution de ressources.
Prenons l’exemple des ressources RAM et CPU qui sont les principales à configurer. Le schéma montre la différence entre les deux catégories de ressources :
requests ;limits.Dans l’exemple du schéma, 50 millicores de CPU
sont demandés (requests) ainsi que 4 Go de RAM.
Le plan de contrôle va chercher un Node qui est en
capacité de répondre à cette demande de ressources. Ce sont les
quantités requises pour qu’un Pod puisse être déployé
(d’autres éléments que les ressources disponibles peuvent entrer en jeu
sur le déploiement ou non d’un Pod, mais ils ne seront pas
abordés dans cette formation). Lorsque le plan de contrôle a trouvé un
Node, le déploiement du Pod va se faire.
Les limits quant à elles fixent une quantité maximale
qu’un Pod peut consommer à un instant. Pour la partie CPU,
le kernel va tout simplement limiter la consommation selon ce
qui aura été renseigné. On parle de CPU throttling. Pour la
partie RAM, le kernel va faire appel au OOM Killer
pour faire respecter la limite. Potentiellement donc, Kubernetes peut
évincer le Pod s’il consomme trop de ressources du
nœud.
Il est possible de trouver les capacités disponibles sur un
Node dans sa
description kubectl describe nodes <NODE>, plus
particulièrement dans la partie Allocable.
Allocable:
cpu: 12
ephemeral-storage: 486903968Ki
hugepages-1Gi: 0
hugepages-2Mi: 0
memory: 16052384Ki
pods: 110Les Huge Pages sont un type ressource moins connu, mais pour autant très intéressant à connaître dans le cas de PostgreSQL. Nous avons une page dédiée sur ce sujet dans notre base de connaissances.
L’utilisation des Huge Pages permet d’avoir moins de blocs adressables à quantité de mémoire équivalente, ceci permet d’améliorer l’efficacité du cache utilisé par le processeur pour gérer les adresses de ces blocs mémoires.
Les Huge Pages présentent deux avantages :
L’activation des Huge Pages se fait en modifiant le
paramètre noyau vm.nr_overcommit_hugepages du
Node. Elle sera donc prise en compte pour tous les
Pods déployés sur votre Node. Cela suppose
qu’un accès aux serveurs soit possible. Sur des instances avec un
shared_buffers élevé, et de nombreux clients, l’économie de
mémoire peut être importante.
Nous retrouvons, dans la définition d’un Cluster, une
section resources qui permet de renseigner, comme vu juste
avant, les quantités de RAM, de CPU et de Huge Pages qui seront
attribuées aux Pods du Cluster.
Il n’est pas possible d’avoir des allocations de ressources différentes entre une instance primaire et une instance secondaire. Ceci est plutôt une bonne chose. On s’assure en effet qu’en cas de bascule sur un secondaire, il sera en capacité de soutenir la charge qu’il y avait sur l’ancien primaire.
Aussi, il faut bien avoir en tête que ces ressources là, sont
attribués au Pod, et pas uniquement à PostgreSQL. Tout ce
qui existerait en plus dans le Pod peut consommer des
ressources, et notamment l’instance-manager qui est
installé dans le Pod via le mécanisme
d’init-container (voir notre article de
blog à ce sujet).
Si vous créez et utilisez des images personnalisées, en rajoutant des
outils qui vous sont propres, soyez attentifs à leur consommation. De la
même manière qu’il est préconisé de dédier des machines virtuelles à
PostgreSQL, le Pod devrait être dédié à PostgreSQL. Si des
outils supplémentaires doivent être utilisés, l’utilisation de
sidecar container semble plus approprié. Voir la documentation
officielle sur ce sujet.
Voici un extrait d’un fichier YAML définissant un
Cluster configuré avec 2 Go de RAM et 0.2 CPU. La
définition des ressources se fait dans la partie spec du
Cluster.
La modification de l’un ou l’autre des paramètres dans la définition
du Cluster déclenchera une recréation du ou des
Pods. Attention à ne pas le faire en production ! Prévoir
des créneaux de maintenance est primordial.
Assez logiquement, les valeurs positionnées dans
requests ne peuvent pas être plus hautes que celles de
limits. Si une telle modification venait à être faite, une
erreur sera remontée lors de l’application de la modification. Par
exemple :
clusters.postgresql.cnpg.io "cluster-example" was not valid:
* spec.resources.requests.memory: Invalid value: "1000Mi": Memory request is greater than the limit
Par défaut, une configuration des ressources est faite pour le ou les
Pods controller de CloudNativePG. Les ressources
demandées sont plutôt faibles.
Il est possible de retrouver les ressources attribuées au
controller (ou tout autre Pod) avec la commande
kubectl suivante et l’utilitaire jq. D’autres
méthodes existent pour retrouver cette information (avec
kubectl describe par exemple).
kubectl get pods -n cnpg-system cnpg-controller-manager-84d498b97-vr4vb -o json | jq .spec.containers[].resources
{
"limits": {
"cpu": "100m",
"memory": "200Mi"
},
"requests": {
"cpu": "100m",
"memory": "100Mi"
}
}
Le Pod controller est géré par une ressource
Deployment. Si un changement de ressources doit être fait,
il faudra le faire dans le Deployment
cnpg-controller-manager certainement présent dans le
Namespace cnpg-system. Là aussi, pour chaque
modification, un nouveau Pod sera créé.
Dans Kubernetes, les ressources attribuées à un Pod
définissent automatiquement une Quality of Service. Selon les
requests et limits choisis pour la RAM et le CPU, une
des trois QoS va être automatiquement attribuée au
Pod.
Cette QoS est d’autant plus d’importante pour des
applications de type SGBD comme PostgreSQL. Kubernetes utilise les
classes de QoS pour prendre des décisions sur l’éviction de
Pods si les ressources du Node viennent à
manquer.
Guaranteed : Les paramètres
requests et limits en RAM et CPU doivent être définis
pour tous les conteneurs du Pod. Les valeurs de
requests et limits doivent être les mêmes. Exemple
d’attribution dans la définition d’un Cluster.
resources:
requests:
memory: "2Gi"
cpu: "0.2"
limits:
memory: "2Gi"
cpu: "0.2"Cette QoS là permet de limiter les risques d’éviction du
Pod. Il ne seront ciblés qu’en dernier recours. Les
processus du Pod se voient attribuer un
oom_score_adj. Dans le cas Guaranteed, la valeur
de ce paramètre sera de -997. Aussi si des
Pods doivent être évincés à cause d’une sur-utilisation des
ressources du Node, notre Cluster PostgreSQL
sera un des dernières à être ciblé.
La version 1.27 de CloudNativePG va même encore plus loin en
positionnant le paramètre PG_OOM_ADJUST_VALUE à 0 pour le
postmaster. Ainsi, ce sera le seul processus du
Pod à conserver la valeur de -997. Les
processus enfant auront quand à eux un oom_score_adj à 0.
De cette manière, si l’OOM killer entre en jeu, il ciblera
encore moins le postmaster.
Les ressources demandées seront garanties durant toute la durée de
vie du Pod. Pour cette raison et les ajustements faits au
niveau de oom_score_adj, nous préconisons d’utiliser la
QoS Guaranteed pour les Pods embarquant
PostgreSQL.
Pod.Si les ressources demandées ne sont pas disponibles sur le
Node, le Pod ne pourra pas être créé. Dans le
cas d’éviction de Pod, les Pods avec cette
QoS seront ciblés après les Pods en Best
Effort.
Pod en question pourra utiliser les ressources dans la
limite de ce qu’il reste de disponible sur le Node. les
Pod avec QoS seront les premiers ciblés en cas
d’éviction. Cette QoS ne doit pas être utilisée pour des
instances PostgreSQL en production.Si la configuration « système » des ressources (RAM, CPU et Huge Pages) est primordiale, il reste à configurer PostgreSQL pour qu’il soit adapté à celle-ci.
Pour le bon fonctionnement des instances avec l’opérateur, certains
paramètres ne peuvent pas être modifiés. Il s’agit des
Fixed Parameters comme mentionné plus tôt dans la
formation.
L’opérateur ne reconfigure pas automatiquement vos instances PostgreSQL pour vous (sauf cas bien précis ou d’évènements particuliers comme une bascule automatique).
Gardez en tête que c’est à vous de le faire, notamment pour avoir une bonne adéquation avec les ressources « système ». Retenez aussi que PostgreSQL est très conservateur dans ses paramètres par défaut. Autrement dit, sur des infrastructures modernes, une reconfiguration systématique des paramètres doit être faite.
Aussi, maintenant que PostgreSQL est déployé avec l’opérateur, tout
doit se faire (autant que possible) dans la définition du
Cluster, cette ressource étant la source de vérité de ce
qui doit exister dans Kubernetes. Modifier la configuration avec des
ordres SQL reste faisable.
Quelques paramètres seront passés en revue. Nos autres formations, notamment la DBA2 ou PERF1 apporteront de nombreux éléments à ce sujet.
Tous les paramètres PostgreSQL ont des valeurs par défaut qui résultent d’un choix des développeurs de PostgreSQL et de la communauté en fonction des nouveautés, des pratiques, des aspects de sécurité, etc…
La modification de leur valeur peut se faire à plusieurs endroits.
Typiquement, initdb permet de modifier des paramètres que
l’on pourrait qualifier de « structurels » pour l’instance. À titre
d’exemple :
checksums ;CloudNativePG modifie également certaines valeurs de certains paramètres en plus des Fixed Parameters dont on parlera juste après.
Pour donner quelques exemples :
allow_alter_systemmax_parallel_workersmax_worker_processeswal_keep_sizewal_levelwal_receiver_timeoutLa modification de ces paramètres peut avoir du sens. Mais garder en tête que l’opérateur modifie par défaut un ensemble de paramètres, qui parfois, peuvent ne pas être adaptés à votre besoin.
Sur une instance vierge, la requête suivante vous permet de les retrouver :
SELECT name, setting, boot_val FROM pg_settings WHERE source != 'default'\gxL’ajout d’intermédiaire comme CloudNativePG implique certains choix de configuration. Il est donc bienvenu de connaître ce que cela implique et de connaître toutes les strates possibles de configuration, sans oublier vos propres scripts.
Dans le cas d’un déploiement avec CloudNativePG, certains paramètres ne sont pas modifiables. L’opérateur vous empêchera de modifier tel ou tel paramètre. Si vous essayez, un message d’erreur vous sera remonté. Par exemple :
kubectl apply -f postgresql-config.yaml
The Cluster "postgresql-config" is invalid: spec.postgresql.parameters.archive_command: Invalid value: "/bin/true": Can't set fixed configuration parameter
La liste des paramètres fixés se trouve dans la documentation.
L’objectif est simple : s’assurer que la configuration des instances PostgreSQL soit toujours adaptée à une utilisation avec l’opérateur. Cela concerne des paramètres globaux de l’instance qui jouent un rôle dans la gestion des traces, la gestion du recovery, de la réplication, ou encore l’emplacement des dossiers de données. Sur des instances installées sur des machines virtuelles, ces paramètres ne sont généralement modifiés qu’une seule fois puis ne sont plus touchés une fois l’instance en production.
Nous l’avons vu CloudNativePG propose, ou impose, une configuration pour certains paramètres. Mais il laisse aussi la possibilité de les modifier. Si certains changements découlent des retours de vos développeurs ou utilisateurs (requêtes lentes, timeout de transaction, etc), un bon nombre de paramètres peuvent être ajustés en amont.
Le choix de la locale peut être fait dans la partie
spec.bootstrap.initdb qui ne sera appliquée que lors de la
création de l’instance. Par exemple, pour avoir par défaut des bases
avec le paramètre Collate à fr_FR.utf8, il
faut utliser la configuration suivante dans la définition de votre
Cluster.
[…]
spec:
bootstrap:
initdb:
encoding:
localeCollate: "fr_FR.utf8" List of databases
Name | Owner | Encoding | Locale Provider | Collate | Ctype | Locale | ICU Rules | Access privileges
-----------+----------+----------+-----------------+------------+-------+--------+-----------+-----------------------
app | app | UTF8 | libc | fr_FR.utf8 | C | | |
postgres | postgres | UTF8 | libc | fr_FR.utf8 | C | | |
template0 | postgres | UTF8 | libc | fr_FR.utf8 | C | | | =c/postgres +
| | | | | | | | postgres=CTc/postgres
template1 | postgres | UTF8 | libc | fr_FR.utf8 | C | | | =c/postgres +
| | | | | | | | postgres=CTc/postgres
(4 rows)
Cette étape est primordiale pour que vos instances soient adaptées à
vos applications. Il est préférable de se poser les questions avant de
déployer une instance plutôt que de devoir revenir plus tard sur des
configurations qui nécessiteront des redémarrages et donc des arrêts de
production, voire même la reconstruction de votre
Cluster.
Certaines reconfigurations doivent se faire selon l’infrastructure et
les ressources attribuées à votre Cluster mais également
selon vos besoins.
shared_buffers permet de configurer la taille du cache
disque de PostgreSQL. Chaque fois qu’un utilisateur veut extraire des
données d’une table (par une requête SELECT) ou modifier
les données d’une table (par exemple avec une requête
UPDATE), PostgreSQL doit d’abord lire les lignes impliquées
et les mettre dans son cache disque. Cette lecture prend du temps. Si
ces lignes sont déjà dans le cache, l’opération de lecture n’est plus
utile, ce qui permet de renvoyer plus rapidement les données à
l’utilisateur.
Ce cache est en mémoire partagée, et donc commun à tous les processus PostgreSQL. Généralement, il faut lui donner une grande taille, tout en conservant malgré tout la majorité de la mémoire pour le cache disque du système, à priori plus efficace pour de grosses quantités de données. Le configurer à 25% de la RAM en première intention est généralement un bon point de départ.
Les processus de PostgreSQL ont accès à la mémoire partagée, définie
principalement par shared_buffers, mais ils ont aussi leur
mémoire propre. Cette mémoire n’est utilisable que par le processus
l’ayant allouée.
Le paramètre le plus important est work_mem, qui définit
la taille maximale de la mémoire de travail que peut utiliser un
processus dans un nœud de requête, en particulier pour des tris
(ORDER BY), certaines agrégations (par hash),
certaines jointures (hash join notamment), des déduplications
(DISTINCT), des CTE matérialisées
(WITH … AS …)…
Autre paramètre capital, maintenance_work_mem définit la
mémoire utilisable pour les opérations de maintenance lourdes :
VACUUM, CREATE INDEX, REINDEX,
ajouts de clé étrangère…
Cette mémoire liée au processus est rendue immédiatement après la fin de l’ordre concerné.
maintenance_work_mem peut être monté de 256 Mo à 1 Go,
voire plus sur les machines récentes, car il concerne des opérations
lourdes (indexation, nettoyage des index par VACUUM…).
Leurs consommations de RAM s’additionnent, mais en pratique, ces
opérations sont rarement exécutées plusieurs fois simultanément.
Monter au-delà de 1 Go n’a d’intérêt que pour la création ou la réindexation de très gros index.
Configurer work_mem est plus compliqué.
Si work_mem est trop bas, beaucoup d’opérations ne
s’effectueront pas en RAM. Par exemple, si une jointure par hachage
impose d’utiliser 100 Mo en mémoire, mais que work_mem vaut
10 Mo, PostgreSQL écrira des dizaines de mégaoctets sur disque à chaque
appel de la jointure. Par contre, si work_mem vaut 120 Mo,
aucune écriture n’aura lieu sur disque, ce qui accélérera généralement
la requête et réduira les I/O.
Trop de fichiers temporaires peuvent ralentir les opérations, voire
saturer le disque. Supervisez leur présence. Mais il est illusoire de
vouloir éviter tous les fichiers temporaires des grosses requêtes en
montant work_mem à une valeur déraisonnable.
Le paramètre wal_level fixe le comportement à adopter.
Comme son nom l’indique, il permet de préciser le niveau d’informations
que l’on souhaite avoir dans les journaux. Il connaît trois
valeurs :
replica est adapté à l’archivage ou la
réplication, en plus de la sécurisation contre les arrêts brutaux. C’est
le niveau par défaut. L’optimisation évoquée plus haut n’est pas
possible.minimal n’offre que la protection contre les
arrêts brutaux, mais ne permet ni réplication ni sauvegarde PITR. Ce
niveau ne sert plus guère qu’aux environnements ni archivés, ni
répliqués, pour réduire la quantité de journaux générés, comme dans
l’optimisation ci-dessus.logical est le plus complet et doit être
activé pour l’utilisation du décodage logique, notamment pour utiliser
la réplication logique. Il n’est ni nécessaire pour la sauvegarde PITR
ou la réplication physique, ni incompatible.Dans le cadre d’une utilisation avec CloudNativePG, et pour pouvoir
tirer profit de la réplication physique mise en place automatiquement,
ce paramètre doit être positionné à minima à replica.
Par défaut, la valeur positionnée par l’opérateur est
logical. C’est une valeur adaptée pour des besoins
spécifiques de réplication logique. Dans 90%, voire même 95% des
configurations rencontrées lors de nos audits ou sur notre support, un
paramétrage à replica est suffisant. Le redescendre semble
être une bonne chose et permet notamment de réduire la volumétrie
globale des journaux de transactions, que ce soit localement ou sur le
système d’archivage. C’est la conclusion d’un article sur notre blog.
effective_io_concurrency a pour but d’indiquer le nombre
d’opérations disques possibles en même temps pour un client
(prefetch). Il n’a d’intérêt que si un nœud Bitmap
Scan a été choisi. Cela n’arrive qu’avec un certain nombre de
lignes à récupérer, et est favorisé par une valeur importante de
effective_cache_size et un peu de corrélation physique dans
la table.
La valeur d’effective_io_concurrency n’influe pas sur le
choix du plan, mais sa valeur peut notablement accélérer l’exécution du
Bitmap Heap Scan. Le temps de lecture peut fréquemment être
divisé par 3 ou plus.
Les valeurs possibles d’effective_io_concurrency vont de
0 à 1000. En principe, sur un disque magnétique seul, la valeur 1 ou 0
peut convenir. Avec du SSD, et encore plus du NVMe, il est possible de
monter à plusieurs centaines, étant donné la rapidité de ce type de
disque. Trouver la bonne valeur dépend de divers paramètres liés aux
caractéristiques exactes des disques et de leur paramétrage noyau. Le
read ahead du noyau intervient également. Le comportement de
PostgreSQL sur ce point change aussi avec les versions. De plus, à
partir d’un certain nombre de blocs, les I/O peuvent simplement
saturer.
effective_cache_size :
Il permet d’indiquer la taille totale du cache disque disponible pour
une requête. Pour le configurer, il faut prendre en compte le cache de
PostgreSQL (shared_buffers) et celui du système
d’exploitation. Ce n’est donc pas une mémoire que PostgreSQL va allouer,
mais plutôt une simple indication de ce qui est disponible. Le
planificateur se base sur ce paramètre pour évaluer les chances de
trouver des pages de données en mémoire. Une valeur plus importante aura
tendance à faire en sorte que le planificateur privilégie l’utilisation
des index, alors qu’une valeur plus petite aura l’effet inverse.
Généralement, on positionne effective_cache_size à ⅔ de
la mémoire dédiée à une instance PostgreSQL, voire ¾.
random_page_cost :
Le paramètre random_page_cost permet de faire
appréhender au planificateur le fait qu’une lecture aléatoire (autrement
dit avec déplacement de la tête de lecture) est autrement plus coûteuse
qu’une lecture séquentielle. Par défaut, random_page_cost
vaut 4, la lecture aléatoire d’un bloc donné a donc un coût 4 fois plus
important que s’il était lu au sein d’une lecture séquentielle avec de
nombreux autres blocs. Ce n’est qu’une estimation, qui n’a pas à voir
directement avec la vitesse des disques et prend aussi en compte l’effet
du cache, et elle est plutôt adaptée aux disques magnétiques.
Si random_page_cost est revu à la baisse, les parcours
aléatoires deviennent moins coûteux et, par conséquent, les parcours
d’index sont plus facilement sélectionnés. Avec des disques magnétiques
rapides, il ne faut pas hésiter à descendre un peu cette valeur (entre 2
et 3 par exemple). Si les données tiennent entièrement en cache ou sont
stockées sur des disques SSD directement attachés, on descend souvent à
1,1. Il ne faut pas descendre en-dessous de seq_page_cost
qui définit le coût pour une lecture séquentielle, et vaut 1,0. À
l’inverse, un stockage réseau sur des SSD mais avec une grosse latence
pourrait justifier de remonter la valeur de
random_page_cost.
Le nombre maximum de processus utilisables pour un nœud d’exécution
dépend de la valeur du paramètre
max_parallel_workers_per_gather (à 2 par défaut). Ils ne
seront lancés que si la requête le nécessite.
Si plusieurs processus veulent paralléliser l’exécution de leur
requête au même moment, le nombre total de workers parallèles
simultanés ne pourra pas dépasser la valeur du paramètre
max_parallel_workers.
Ce nombre ne peut lui-même dépasser la valeur du paramètre
max_worker_processes, nombre de processus
d’arrière-plan.
Les paramètres max_worker_processes et
max_parallel_workers sont positionnés à 32 par l’opérateur.
Si ces paramètres sont trop hauts par rapport aux ressources associées
au Pod, il y a un risque que les grosses requêtes saturent
les CPU au détriment des plus petites et d’autres processus.
Si vos instances ne sont pas appelées à être solidement
dimensionnées, c’est à dire que les request et
limits en CPU ne dépassent pas quelques unités, les réduire
serait une bonne chose car le risque est que les parallel
workers soient lancés, mais qu’en réalité il y ait une contention
sur le CPU du Node.
Après la phase de déploiement, il est indispensable de procéder à une
phase de configuration de vos Clusters. Cette configuration
doit se faire à plusieurs niveaux, notamment « système » avec les
ressources RAM / CPU qui influencent directement la QoS de vos
Pods mais également au niveau de PostgreSQL.
L’opérateur ne reconfigure pas vos instances selon les ressources
attribuées et, sur certains points, l’opérateur positionne des
paramètres qui peuvent ne pas être adaptés à vos besoins
(wal_level, max_parallel_processes). Le parti
pris suivi par les développeurs peut se résumer à « qui peut le plus,
peut le moins ». En positionnant ces paramètres assez «haut », ils font
en sorte que PostgreSQL puisse répondre à certaines demandes sans devoir
redémarrer les instances.
La version en ligne des solutions de ces TP est disponible sur https://dali.bo/k2_solutions.
Installer une instance PostgreSQL ne suffit pas. Il faut en plus la
configurer. Habituellement, la configuration se fait dans le fichier
postgresql.conf et nécessite soit un rechargement, soit un
redémarrage de l’instance selon le paramètre modifié. Nous allons voir
comment le faire sur notre instance postgresql-demo-1.
Créer le fichier
~/postgresql-config.yamlavec le contenu suivant :
apiVersion: postgresql.cnpg.io/v1
kind: Cluster
metadata:
name: postgresql-config
spec:
instances: 2
storage:
size: 5Gi
walStorage:
size: 5Gi
affinity:
enablePodAntiAffinity: true
topologyKey: kubernetes.io/hostname
podAntiAffinityType: preferred
resources:
requests:
memory: "1024Mi"
cpu: "1"
limits:
memory: "1024Mi"
cpu: "1"Créer ce
Clusteravec la commandekubectl apply -f.
Utiliser la documentation https://cloudnative-pg.io/docs/current/ pour trouver comment modifier des paramètres PostgreSQL.
Ajuster la configuration du
Clusteren ajoutant le paramètreshared_buffers. Positionnez-le à 25% de la mémoirerequest.
Dans une autre console, suivre les traces du
Clusteret de l’instance avec
kubectl cnpg logs cluster cluster-config -f | kubectl cnpg logs pretty.
Utiliser
kubectl apply -f ~/postgresql-config.yamlpour appliquer les modifications. Observer ce qui se passe sur leCluster.
Modifier le paramètre
work_memen le passant à 8 Mo et réappliquer la définition YAML aveckubectl apply -f ~/postgresql-config.yaml. Observer ce qui se passe sur leCluster.
Vérifier que la modification a bien été prise en compte en vous connectant à une des deux instances et en utilisant
show work_memdans le promptpsql.
Dans PostgreSQL, il est possible de modifier des paramètres avec
l’ordre SQL ALTER.
Se connecter à l’instance primaire.
Modifier le paramètre
transaction_timeoutde la basepostgresen le positionnant à 10 secondes.
Vérifier la modification avec la meta-commande
\drdsqui retourne les configurations spécifiques de chaque base de données
Modifier un second paramètre avec l’ordre SQL
ALTER SYSTEM SET. Par exemple, positionner le paramètreidle_in_transaction_session_timeoutà 10 minutes.
Retrouver la valeur du paramètre
allow_alter_system.
Installer une instance PostgreSQL ne suffit pas. Il faut en plus la
configurer. Habituellement, la configuration se fait dans le fichier
postgresql.conf et nécessite soit un rechargement, soit un
redémarrage de l’instance selon le paramètre modifié. Nous allons voir
comment le faire sur notre instance postgresql-demo-1.
Créer le fichier
~/postgresql-config.yamlavec le contenu suivant :
apiVersion: postgresql.cnpg.io/v1
kind: Cluster
metadata:
name: postgresql-config
spec:
instances: 2
storage:
size: 5Gi
walStorage:
size: 5Gi
affinity:
enablePodAntiAffinity: true
topologyKey: kubernetes.io/hostname
podAntiAffinityType: preferred
resources:
requests:
memory: "1024Mi"
cpu: "1"
limits:
memory: "1024Mi"
cpu: "1"Créer ce
Clusteravec la commandekubectl apply -f.
kubectl apply -f ~/postgresql-config.yaml
cluster.postgresql.cnpg.io/postgresql-config created
Utiliser la documentation https://cloudnative-pg.io/docs/current/ pour trouver comment modifier des paramètres PostgreSQL.
La section The
postgresql section est celle qui nous intéresse. On va prendre
exemple sur l’extrait donné pour configurer notre Cluster.
Une section postgresql existe, dans laquelle une liste de
paramètres parameters peut être renseignée.
[…]
spec:
postgresql:
parameters:À noter, tous les paramètres doivent être passés sous forme de string, même si dans la configuration PostgreSQL, ils correspondrent à des entiers, ou flottants.
Ajuster la configuration du
Clusteren ajoutant le paramètreshared_buffers. Positionnez-le à 25% de la mémoirerequest.
La description YAML devient donc :
apiVersion: postgresql.cnpg.io/v1
kind: Cluster
metadata:
name: postgresql-config
spec:
instances: 2
storage:
size: 5Gi
walStorage:
size: 5Gi
affinity:
enablePodAntiAffinity: true
topologyKey: kubernetes.io/hostname
podAntiAffinityType: preferred
resources:
requests:
memory: "1024Mi"
cpu: "1"
limits:
memory: "1024Mi"
cpu: "1"
postgresql:
parameters:
shared_buffers: "256MB"Dans une autre console, suivre les traces du
Clusteret de l’instance avec
kubectl cnpg logs cluster postgresql-config -f | kubectl cnpg logs pretty.
Utiliser
kubectl apply -f ~/postgresql-config.yamlpour appliquer les modifications. Observer ce qui se passe sur leClusteravec les traces.
Lorsque la modification est appliquée, l’opérateur va procéder à
certaines opérations. Tout d’abord, il comprend que le paramètre modifié
nécessite un redémarrage des instances pour la prise en compte de la
nouvelle valeur. Effectivement, shared_buffers est un
paramètre qui touche à la mémoire partagée de PostgreSQL. Elle ne peut
être changée à chaud.
L’opérateur initie donc un redémarrage du Cluster (i.e
de toutes les instances). Dans les traces, on peut voir que c’est
d’abord l’instance postgresql-config-2 qui redémarre en
premier. C’est une instance secondaire.
2026-04-16T07:41:10.347 INFO postgresql-config-2 instance-manager Cluster has become unhealthy
2026-04-16T07:41:10.707 INFO postgresql-config-2 instance-manager Received termination signal
2026-04-16T07:41:10.707 INFO postgresql-config-2 instance-manager Requesting smart shutdown of the PostgreSQL instance
2026-04-16T07:41:10.712 INFO postgresql-config-2 pg_ctl pg_ctl: server is running (PID: 28)…
[…]
2026-04-16T07:41:10.791 INFO postgresql-config-2 postgres database system is shut down
Quelques secondes après, elle redémarre et accepte de nouveau des connexions en lecture seule.
[…]
2026-04-16T07:41:15.554 ERROR postgresql-config-2 postgres the database system is starting up
2026-04-16T07:41:15.665 INFO postgresql-config-2 postgres entering standby mode
2026-04-16T07:41:15.675 INFO postgresql-config-2 postgres redo starts at 0/4059E18
2026-04-16T07:41:16.018 INFO postgresql-config-2 postgres consistent recovery state reached at 0/6000000
2026-04-16T07:41:16.018 INFO postgresql-config-2 postgres database system is ready to accept read-only connections
2026-04-16T07:41:16.223 INFO postgresql-config-2 postgres started streaming WAL from primary at 0/6000000 on timeline 1
Si une autre instance secondaire existait, elle aurait été redémarrée. Ici, comme il n’y en a qu’une, il passe à l’instance primaire qui se voit être également arrêtée :
2026-04-16T07:41:23.704 INFO postgresql-config-1 instance-manager Received request for postgres
2026-04-16T07:41:23.705 INFO postgresql-config-1 instance-manager Requesting smart shutdown of the PostgreSQL instance
2026-04-16T07:41:23.744 INFO postgresql-config-1 pg_ctl pg_ctl: server is running (PID: 28)…
[…]
2026-04-16T07:41:23.869 INFO postgresql-config-1 instance-manager Shutting down instance
Puis redémarrée :
2026-04-16T07:41:24.316 INFO postgresql-config-1 instance-manager postmaster started
[…]
2026-04-16T07:41:24.403 INFO postgresql-config-1 postgres starting PostgreSQL 18.3 (Debian 18.3-1.pgdg13+1) on x86_64-pc-linux-gnu, compiled by gcc (Debian 14…
2026-04-16T07:41:24.403 INFO postgresql-config-1 postgres listening on IPv4 address "0.0.0.0", port 5432
2026-04-16T07:41:24.403 INFO postgresql-config-1 postgres listening on IPv6 address "::", port 5432
2026-04-16T07:41:24.408 INFO postgresql-config-1 postgres listening on Unix socket "/controller/run/.s.PGSQL.5432"
2026-04-16T07:41:24.422 INFO postgresql-config-1 postgres database system was shut down at 2026-04-16 07:41:24 UTC
2026-04-16T07:41:24.436 INFO postgresql-config-1 postgres database system is ready to accept connections
Il faut donc comprendre que, par défaut, une modification d’un paramètre nécessitant un redémarrage déclenchera aussitôt le redémarrage. Attention donc au moment où vous apportez des modifications. Nous verrons par la suite comment avoir la main sur le moment du redémarrage avec la notion de stratégie de mise à jour.
Modifier le paramètre
work_memen le passant à 8 Mo et réappliquer la définition YAML aveckubectl apply -f ~/postgresql-config.yaml. Observer ce qui se passe sur leCluster.
tail postgresql-config.yaml
requests:
memory: "512Mi"
cpu: "1"
limits:
memory: "512Mi"
cpu: "1"
postgresql:
parameters:
shared_buffers: "256MB"
work_mem: "8MB"
kubectl apply -f ~/postgresql-config.yaml
cluster.postgresql.cnpg.io/postgresql-config configured
Là encore, les traces nous aident à comprendre ce qui se passe. Les deux instances sont rechargées à chaud.
2026-04-16T07:53:36.281 INFO postgresql-config-2 instance-manager Installed configuration file
2026-04-16T07:53:36.282 INFO postgresql-config-1 instance-manager Installed configuration file
2026-04-16T07:53:36.383 INFO postgresql-config-1 instance-manager reloading the instance
2026-04-16T07:53:36.384 INFO postgresql-config-1 instance-manager Requesting configuration reload
2026-04-16T07:53:36.386 INFO postgresql-config-1 pg_ctl server signaled
2026-04-16T07:53:36.386 INFO postgresql-config-1 postgres received SIGHUP, reloading configuration files
2026-04-16T07:53:36.388 INFO postgresql-config-1 postgres parameter "work_mem" changed to "8MB"
2026-04-16T07:53:36.388 INFO postgresql-config-1 postgres parameter "cnpg.config_sha256" changed to "44cf902cab017fd0aa7e0ed149e1d779778870c5283b1dcc4af61b992…
2026-04-16T07:53:36.389 INFO postgresql-config-2 instance-manager reloading the instance
2026-04-16T07:53:36.389 INFO postgresql-config-2 instance-manager Requesting configuration reload
2026-04-16T07:53:36.401 INFO postgresql-config-2 pg_ctl server signaled
2026-04-16T07:53:36.401 INFO postgresql-config-2 postgres received SIGHUP, reloading configuration files
2026-04-16T07:53:36.404 INFO postgresql-config-2 postgres parameter "work_mem" changed to "8MB"
2026-04-16T07:53:36.404 INFO postgresql-config-2 postgres parameter "cnpg.config_sha256" changed to "44cf902cab017fd0aa7e0ed149e1d779778870c5283b1dcc4af61b992…
Vérifier que la modification a bien été prise en compte en vous connectant à une des deux instances et en utilisant
show work_memdans le promptpsql.
kubectl cnpg psql postgresql-config -- -c 'show work_mem';
work_mem
----------
8MB
(1 row)
Certains paramètres PostgreSQL ne sont pas modifiables. C’est le parti pris des développeurs de CloudNativePG. La liste se trouve dans la documentation du projet.
Dans PostgreSQL, il est possible de modifier des paramètres avec
l’ordre SQL ALTER.
Se connecter à l’instance primaire.
Par exemple :
kubectl cnpg psql postgresql-config
psql (18.3 (Debian 18.3-1.pgdg13+1))
Type "help" for help.
postgres=#
Modifier le paramètre
transaction_timeoutde la basepostgresen le positionnant à 10 secondes.
ALTER DATABASE permet de modifier des paramètres spécifiquement pour la base ciblée. Tous les paramètres ne peuvent pas être modifiés de cette manière.
postgres=# ALTER DATABASE postgres SET transaction_timeout = '10s';
ALTER DATABASEVérifier la modification avec la meta-commande
\drdsqui retourne les configurations spécifiques de chaque base de données
postgres=# \drds
List of settings
Role | Database | Settings
------+----------+-------------------------
| postgres | transaction_timeout=10s
(1 row)
La configuration est bien modifiée. Désormais toutes les transactions qui s’effectueront sur cette basse profiteront de ce paramétrage.
Modifier un second paramètre avec l’ordre SQL
ALTER SYSTEM SET. Par exemple, positionner le paramètreidle_in_transaction_session_timeoutà 10 minutes.
postgres=# ALTER SYSTEM SET idle_in_transaction_session_timeout = '10m';
ERROR: ALTER SYSTEM is not allowed in this environmentLe message d’erreur est très explicite mais pour le moins étonnant.
Il faut savoir que depuis la version 17 de PostgreSQL, le paramètre
allow_alter_system existe et permet, à la discrétion des
administrateurs, d’autoriser ou non les ordres
ALTER SYSTEM.
Retrouver la valeur du paramètre
allow_alter_system.
postgres=# show allow_alter_system ;
allow_alter_system
--------------------
off
(1 row)
Par défaut, ce paramètre est à on. Vous l’aurez compris,
CloudNativePG passe ce paramètre à off pour interdire
les ordres ALTER SYSTEM et forcer la modification des
paramètres PostgreSQL à se faire de manière déclarative.
Il reste néanmoins possible de modifier ce paramètre dans la YAML du
Cluster avec le champ
.spec.postgresql.enableAlterSystem. Même si cela est
possible, il est préférable de se forcer à utiliser la définition YAML
du Cluster pour modifier la configuration globale des
instances, notamment :
Cluster ;