#kubernetes

Настройка пула соединений для базы данных в Kubernetes.

А как же правильно настроить пул соединений при работе с приложениями в Kubernetes?
У нас же много nodes, PODs, всё динамически, везде скейлинг количества подов.
Не будет ли проблем с тем, что закончились коннекшны к базе и новые поды не смогут подключится?
Проблемы будут, надо считать.

Для начала нам надо понять какая база данных у нас.
Допустим реляционная база данных MySQL.
В зависимости от железа(CPU/Memory) у нас есть разное значение параметра max_connections
Сам параметр этот динамический, значение можно рассчитать и установить самому, либо взять дефолтное(например в облачной базе данных).
Для простоты расчётов будем считать, что у нас max_connections = 1000. Вы берёте свою цифру своего сервера.
- Первым делом нам надо зарезервировать 5 коннекшнов под административные нужды.
Например в случае проблем у нас будет шанс, что мы(инженеры/SRE) сможем к базе подключение сделать.

max_connections_db = max_connections - 5
max_connections_db = 1000 - 5 = 995

- У нас так же включен скейлинг приложений-клиентов через KEDA/HPA со значениями

min PODs = 2, max PODs = 30.

- Для расчета размера пула соединений на под (pool_size_per_pod) используется формула

pool_size_per_pod = floor(max_connections_db / N)

где N текущее количество подов (2 ≤ N ≤ 30).

pool_size_per_pod = floor(995 / 30) ≈ 33 соединения на под

Можно было бы на этом остановится, но это будет ошибка.

У нас время от времени проходит деплой и поднимаются новые реплики, которые тоже занимают пул соединений.
Предположим, что у нас Rolling Update + maxSurge = 25%.
Это означает, что во время деплоя может быть создано до 25% дополнительных подов сверх текущего количества.
Максимальное количество подов с учетом maxSurge

N_max_with_surge = ceil(N × (1 + 0.25)) = ceil(N × 1.25)

и для худшего случая в режиме максимальной нагрузки N=30

N_max_with_surge = ceil(30 × 1.25) = ceil(37.5) = 38

Тогда размер пула соединений на под с учетом maxSurge:

pool_size_per_pod = floor(max_connections_db / N_max_with_surge) = floor(995 / 38) ≈ 26

Итак, мы получили цифру 26.
Теперь мы можем добавить её в переменные окружения нашего golang аппликейшна.

poolSizeStr := os.Getenv("DB_POOL_SIZE")

и в ваш yaml/values файл типа

env:
- name: DB_POOL_SIZE
  value: "26"

Итого: расчет пула соединений это простая арифметика, которая не зависит напрямую от Kubernetes, но требует учета его особенностей (KEDA, maxSurge, несколько дата центров например - не рассматривал в примере выше). Настройка пула соединений обеспечивает стабильную работу системы без превышения лимита соединений даже при максимальном масштабировании и деплое.
Наш расчёт пула соединений на POD (26) учитывает maxSurge = 25%, KEDA (2–30 подов) и резерв в 5 соединений, гарантируя стабильность системы.

* традиционно я мог забыть о чём то и не учесть, могут быть специфичные случаи(например несколько разных микросервисов к одной единой для них БД), я лишь рассматриваю базовый, чтобы вам ну хоть от чего-то отталкиваться в расчётах.