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Implementação multirregional no GKE e GKE On-Prem

Este tópico descreve uma implementação multirregional para o Apigee Hybrid no GKE e o Anthos GKE implementado no local.

As topologias para a implementação multirregional incluem o seguinte:

Ativo-ativo: quando tem aplicações implementadas em várias localizações geográficas e precisa de uma resposta da API com baixa latência para as suas implementações. Tem a opção de implementar a solução híbrida em várias localizações geográficas mais próximas dos seus clientes. Por exemplo: Costa Oeste dos EUA, Costa Leste dos EUA, Europa, APAC.
Ativo-passivo: quando tem uma região principal e uma região de recuperação de desastres ou de comutação por falha.

As regiões numa implementação híbrida de várias regiões comunicam através do Cassandra, conforme mostra a imagem seguinte:

Pré-requisitos

Antes de configurar o modo híbrido para várias regiões, tem de concluir os seguintes pré-requisitos:

Configure clusters do Kubernetes em várias regiões com diferentes blocos CIDR
Configure a comunicação entre regiões
Abra as portas 7000 e 7001 do Cassandra entre clusters do Kubernetes em todas as regiões (7000 pode ser usado como uma opção de cópia de segurança durante a resolução de problemas). Consulte também o artigo Configurar portas.

Para obter informações detalhadas, consulte a documentação do Kubernetes.

Configure o anfitrião de origem multirregião

Esta secção descreve como expandir o cluster do Cassandra existente para uma nova região. Esta configuração permite que a nova região inicialize o cluster e se junte ao centro de dados existente. Sem esta configuração, os clusters Kubernetes multirregionais não se reconheceriam.

Execute o seguinte comando kubectl para identificar um endereço de anfitrião inicial para o Cassandra na região atual.

Um endereço de anfitrião inicial permite que uma nova instância regional encontre o cluster original no primeiro arranque para saber a topologia do cluster. O endereço do anfitrião inicial é designado como o ponto de contacto no cluster.

kubectl get pods -o wide -n apigee

NAME                      READY   STATUS      RESTARTS   AGE   IP          NODE                                          NOMINATED NODE
apigee-cassandra-0        1/1     Running     0          5d    10.0.0.11   gke-k8s-dc-2-default-pool-a2206492-p55d
apigee-cassandra-1        1/1     Running     0          5d    10.0.2.4    gke-k8s-dc-2-default-pool-e9daaab3-tjmz
apigee-cassandra-2        1/1     Running     0          5d    10.0.3.5    gke-k8s-dc-2-default-pool-e589awq3-kjch

Decida qual dos IPs devolvidos pelo comando anterior vai ser o anfitrião principal de várias regiões.
A configuração neste passo depende de estar a usar o GKE ou o GKE On-Prem:

Apenas GKE: no centro de dados 2, configure cassandra.multiRegionSeedHost e cassandra.datacenter em Gerir componentes do plano de tempo de execução, onde multiRegionSeedHost é um dos IPs devolvidos pelo comando anterior:
```
cassandra:
  multiRegionSeedHost: seed_host_IP
  datacenter: data_center_name
  rack: rack_name
```
Por exemplo:
```
cassandra:
  multiRegionSeedHost: 10.0.0.11
  datacenter: "dc-2"
  rack: "ra-1"
```
Apenas para o GKE on-prem: no centro de dados 2, configure cassandra.multiRegionSeedHost no ficheiro de substituições, em que multiRegionSeedHost é um dos IPs devolvidos pelo comando anterior:
```
cassandra:
  hostNetwork: true
  dnsPolicy: ClusterFirstWithHostNet
  multiRegionSeedHost: seed_host_IP
```
Por exemplo:
```
cassandra:
  hostNetwork: true
  dnsPolicy: ClusterFirstWithHostNet
  multiRegionSeedHost: 10.0.0.11
```
No novo centro de dados/região, antes de instalar o híbrido, defina os mesmos certificados TLS e credenciais em overrides.yaml que definiu na primeira região.
NOTA: certifique-se de que usa as mesmas credenciais e certificados TLS do Cassandra no segundo centro de dados que indicou no centro de dados original. As credenciais que definir em overrides.yaml no primeiro centro de dados têm de corresponder às que especificar em overrides.yaml no segundo centro de dados. Para ver detalhes, consulte o artigo Configurar TLS para Cassandra.

Configure a nova região

Depois de configurar o anfitrião inicial, pode configurar a nova região.

Para configurar a nova região:

Copie o certificado do cluster existente para o novo cluster. A nova raiz da AC é usada pelo Cassandra e outros componentes híbridos para mTLS. Por conseguinte, é essencial ter certificados consistentes no cluster.
1. Defina o contexto para o espaço de nomes original:
```
kubectl config use-context original-cluster-name
```
2. Exporte a configuração do espaço de nomes atual para um ficheiro:
```
$ kubectl get namespace  -o yaml > apigee-namespace.yaml
```
3. Exporte o segredo apigee-ca para um ficheiro:
```
kubectl -n cert-manager get secret apigee-ca -o yaml > apigee-ca.yaml
```
4. Defina o contexto para o nome do cluster da nova região:
```
kubectl config use-context new-cluster-name
```
5. Importe a configuração do espaço de nomes para o novo cluster. Certifique-se de que atualiza o "namespace" no ficheiro se estiver a usar um espaço de nomes diferente na nova região:
```
kubectl apply -f apigee-namespace.yaml
```
6. Importe o segredo para o novo cluster:
```
kubectl -n cert-manager apply -f apigee-ca.yaml
```
Instale o híbrido na nova região. Certifique-se de que o ficheiro overrides-DC_name.yaml inclui os mesmos certificados TLS que estão configurados na primeira região, conforme explicado na secção anterior.
Execute os dois comandos seguintes para instalar o híbrido na nova região:
```
apigeectl init -f overrides-DC_name.yaml
```
```
apigeectl apply -f overrides-DC_name.yaml
```

Expanda todos os espaços de chaves do Apigee.

Os passos seguintes expandem os dados do Cassandra para o novo centro de dados:

Abra uma shell no pod do Cassandra:
```
kubectl run -i --tty --restart=Never --rm --image google/apigee-hybrid-cassandra-client:1.0.0 cqlsh
```
NOTA: se não vir uma linha de comandos, experimente premir a tecla ENTER.

Estabeleça ligação ao servidor Cassandra:

cqlsh apigee-cassandra-0.apigee-cassandra.apigee.svc.cluster.local -u ddl_user --ssl
Password:

Connected to apigeecluster at apigee-cassandra-0.apigee-cassandra.apigee.svc.cluster.local:9042.
[cqlsh 5.0.1 | Cassandra 3.11.3 | CQL spec 3.4.4 | Native protocol v4]
Use HELP for help.

Obtenha os espaços de chaves disponíveis:

SELECT * from system_schema.keyspaces ;
 keyspace_name              | durable_writes | replication
----------------------------+----------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------
                system_auth |           True | {'class': 'org.apache.cassandra.locator.NetworkTopologyStrategy', 'dc-1': '1', 'dc-2': '1'}
              system_schema |           True |                                                {'class': 'org.apache.cassandra.locator.LocalStrategy'}
 cache_hybrid_test_7_hybrid |           True |                  {'class': 'org.apache.cassandra.locator.NetworkTopologyStrategy', 'dc-1': '3'}
   kms_hybrid_test_7_hybrid |           True |                  {'class': 'org.apache.cassandra.locator.NetworkTopologyStrategy', 'dc-1': '3'}
   kvm_hybrid_test_7_hybrid |           True |                  {'class': 'org.apache.cassandra.locator.NetworkTopologyStrategy', 'dc-1': '3'}
         system_distributed |           True | {'class': 'org.apache.cassandra.locator.NetworkTopologyStrategy', 'dc-1': '1', 'dc-2': '1'}
                     system |           True |                                                {'class': 'org.apache.cassandra.locator.LocalStrategy'}
                     perses |           True |                  {'class': 'org.apache.cassandra.locator.NetworkTopologyStrategy', 'dc-1': '3'}
 quota_hybrid_test_7_hybrid |           True |                  {'class': 'org.apache.cassandra.locator.NetworkTopologyStrategy', 'dc-1': '3'}
              system_traces |           True | {'class': 'org.apache.cassandra.locator.NetworkTopologyStrategy', 'dc-1': '1', 'dc-2': '1'}

(10 rows)

Atualize/expanda os espaços de chaves do Apigee:

ALTER KEYSPACE cache_hybrid_test_7_hybrid WITH replication = {'class': 'NetworkTopologyStrategy', 'dc-1':3, 'dc-2':3};
ALTER KEYSPACE kms_hybrid_test_7_hybrid WITH replication = {'class': 'NetworkTopologyStrategy', 'dc-1':3, 'dc-2':3};
ALTER KEYSPACE kvm_hybrid_test_7_hybrid WITH replication = {'class': 'NetworkTopologyStrategy', 'dc-1':3, 'dc-2':3};
ALTER KEYSPACE perses WITH replication = {'class': 'NetworkTopologyStrategy', 'dc-1':3, 'dc-2':3};
ALTER KEYSPACE quota_hybrid_test_7_hybrid  WITH replication = {'class': 'NetworkTopologyStrategy', 'dc-1':3, 'dc-2':3};

Valide a expansão do espaço de chaves:

SELECT * from system_schema.keyspaces ;
 keyspace_name              | durable_writes | replication
----------------------------+----------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------
                system_auth |           True | {'class': 'org.apache.cassandra.locator.NetworkTopologyStrategy', 'dc-1': '1', 'dc-2': '1'}
              system_schema |           True |                                                {'class': 'org.apache.cassandra.locator.LocalStrategy'}
 cache_hybrid_test_7_hybrid |           True | {'class': 'org.apache.cassandra.locator.NetworkTopologyStrategy', 'dc-1': '3', 'dc-2': '3'}
   kms_hybrid_test_7_hybrid |           True | {'class': 'org.apache.cassandra.locator.NetworkTopologyStrategy', 'dc-1': '3', 'dc-2': '3'}
   kvm_hybrid_test_7_hybrid |           True | {'class': 'org.apache.cassandra.locator.NetworkTopologyStrategy', 'dc-1': '3', 'dc-2': '3'}
         system_distributed |           True | {'class': 'org.apache.cassandra.locator.NetworkTopologyStrategy', 'dc-1': '1', 'dc-2': '1'}
                     system |           True |                                                {'class': 'org.apache.cassandra.locator.LocalStrategy'}
                     perses |           True | {'class': 'org.apache.cassandra.locator.NetworkTopologyStrategy', 'dc-1': '3', 'dc-2': '3'}
 quota_hybrid_test_7_hybrid |           True | {'class': 'org.apache.cassandra.locator.NetworkTopologyStrategy', 'dc-1': '3', 'dc-2': '3'}
              system_traces |           True | {'class': 'org.apache.cassandra.locator.NetworkTopologyStrategy', 'dc-1': '1', 'dc-2': '1'}

(10 rows)
ddl@cqlsh>

Executar nodetool rebuild sequencialmente em todos os nós no novo centro de dados. Este processo pode demorar alguns minutos a algumas horas, consoante o tamanho dos dados.
```
kubectl exec apigee-cassandra-0 -n apigee  -- nodetool rebuild -- dc-1
```

Valide os processos de reconstrução a partir dos registos. Além disso, valide o tamanho dos dados com o comando nodetool status:

kubectl logs apigee-cassandra-0 -f -n apigee

O exemplo seguinte mostra entradas de registo de exemplo:

INFO  01:42:24 rebuild from dc: dc-1, (All keyspaces), (All tokens)
INFO  01:42:24 [Stream #3a04e810-580d-11e9-a5aa-67071bf82889] Executing streaming plan for Rebuild
INFO  01:42:24 [Stream #3a04e810-580d-11e9-a5aa-67071bf82889] Starting streaming to /10.12.1.45
INFO  01:42:25 [Stream #3a04e810-580d-11e9-a5aa-67071bf82889, ID#0] Beginning stream session with /10.12.1.45
INFO  01:42:25 [Stream #3a04e810-580d-11e9-a5aa-67071bf82889] Starting streaming to /10.12.4.36
INFO  01:42:25 [Stream #3a04e810-580d-11e9-a5aa-67071bf82889 ID#0] Prepare completed. Receiving 1 files(0.432KiB), sending 0 files(0.000KiB)
INFO  01:42:25 [Stream #3a04e810-580d-11e9-a5aa-67071bf82889] Session with /10.12.1.45 is complete
INFO  01:42:25 [Stream #3a04e810-580d-11e9-a5aa-67071bf82889, ID#0] Beginning stream session with /10.12.4.36
INFO  01:42:25 [Stream #3a04e810-580d-11e9-a5aa-67071bf82889] Starting streaming to /10.12.5.22
INFO  01:42:26 [Stream #3a04e810-580d-11e9-a5aa-67071bf82889 ID#0] Prepare completed. Receiving 1 files(0.693KiB), sending 0 files(0.000KiB)
INFO  01:42:26 [Stream #3a04e810-580d-11e9-a5aa-67071bf82889] Session with /10.12.4.36 is complete
INFO  01:42:26 [Stream #3a04e810-580d-11e9-a5aa-67071bf82889, ID#0] Beginning stream session with /10.12.5.22
INFO  01:42:26 [Stream #3a04e810-580d-11e9-a5aa-67071bf82889 ID#0] Prepare completed. Receiving 3 files(0.720KiB), sending 0 files(0.000KiB)
INFO  01:42:26 [Stream #3a04e810-580d-11e9-a5aa-67071bf82889] Session with /10.12.5.22 is complete
INFO  01:42:26 [Stream #3a04e810-580d-11e9-a5aa-67071bf82889] All sessions completed

Atualize os anfitriões iniciais. Remova multiRegionSeedHost: 10.0.0.11 de overrides-DC_name.yaml e volte a aplicar.
Os anfitriões iniciais são membros do cluster local. Para iniciar uma nova região, é necessário um anfitrião de origem externo. Depois de uma região ser iniciada, tem de alterar os anfitriões iniciais novamente para os respetivos clusters locais em overrides.yaml e, em seguida, voltar a aplicar a configuração.
```
apigeectl apply -f overrides-DC_name.yaml
```

Verifique o estado do cluster do Cassandra

O comando seguinte é útil para ver se a configuração do cluster foi bem-sucedida em dois centros de dados. O comando verifica o estado do nodetool para as duas regiões.

kubectl exec apigee-cassandra-0  -- nodetool status


Datacenter: us-central1
=======================
Status=Up/Down
|/ State=Normal/Leaving/Joining/Moving
--  Address     Load       Tokens       Owns (effective)  Host ID                               Rack
UN  10.12.1.45  112.09 KiB  256          100.0%            3c98c816-3f4d-48f0-9717-03d0c998637f  ra-1
UN  10.12.4.36  95.27 KiB  256          100.0%            0a36383d-1d9e-41e2-924c-7b62be12d6cc  ra-1
UN  10.12.5.22  88.7 KiB   256          100.0%            3561f4fa-af3d-4ea4-93b2-79ac7e938201  ra-1
Datacenter: us-west1
====================
Status=Up/Down
|/ State=Normal/Leaving/Joining/Moving
--  Address     Load       Tokens       Owns (effective)  Host ID                               Rack
UN  10.0.4.33   78.69 KiB  256          0.0%              a200217d-260b-45cd-b83c-182b27ff4c99  ra-1
UN  10.0.0.21   78.68 KiB  256          0.0%              9f3364b9-a7a1-409c-9356-b7d1d312e52b  ra-1
UN  10.0.1.26   15.46 KiB  256          0.0%              1666df0f-702e-4c5b-8b6e-086d0f2e47fa  ra-1