Azure Database for PostgreSQL: Komplette Anleitung zum Einsatz

Sicherheits- und Compliance-Architektur

Die Sicherung deiner Azure Database for PostgreSQL-Instanz ist super wichtig, um sensible Daten zu schützen, die Geschäftskontinuität zu gewährleisten und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften sicherzustellen. 

Azure hat starke integrierte Funktionen, die dir helfen, die Identitätsverwaltung zu verbessern, den Netzwerkzugriff zu sichern und die Branchenstandards einzuhalten.

Authentifizierungsmechanismen

Die Authentifizierung ist die erste Verteidigungslinie, um den Zugriff auf deine PostgreSQL-Datenbank zu schützen. 

Azure Active Directory (AAD) integrieren

Mit Azure AD kannst du Benutzer und ihren Zugriff auf Azure-Ressourcen, einschließlich PostgreSQL, zentral verwalten. 

Das ist sicherer als die Verwaltung lokaler Serverbenutzer und ermöglicht Multi-Faktor-Authentifizierung, bedingten Zugriff und die Verwaltung des Benutzerlebenszyklus.

Schauen wir uns mal eine Beispielarchitektur an: 

Du kannst deine lokale Active Directory-Domäne mit Azure AD verbinden, um deine bestehende Identitätsinfrastruktur auf die Cloud auszuweiten. 

Das Bild unten zeigt eine typische hybride Identitätsarchitektur:

Bild, das eine hybride Identitätsarchitektur zeigt, die das lokale Active Directory mit Azure Active Directory (Azure AD) verbindet. SQuelle: Microsoft Azure Architecture

So aktivierst du die AAD-Authentifizierung:

01: Registriere den PostgreSQL-Server bei AAD:

• Öffne das Azure-Portal.
• Geh zu deinen flexiblen Servern von Azure Database for PostgreSQL.
• Klicke unter „Einstellungen“ auf „Active Directory-Admin“.
• Klick auf „Admin festlegen“, such nach einem Benutzer/einer Gruppe und dann auf „Speichern“.

02: Richte den AAD-Admin über die Azure-CLI ein (optional):

az postgres flexible-server ad-admin create \
  --resource-group <your-resource-group> \
  --server-name <your-server-name> \
  --display-name <aad-user-name> \
  --object-id <aad-user-object-id>

03: Mit psql verbinden:

psql "host=<your-postgres-host> dbname=<your-db> user=<aad-user>@<tenant>.onmicrosoft.com sslmode=require"

SCRAM-SHA-256-Authentifizierung

Azure PostgreSQL unterstützt SCRAM-SHA-256, einen coolen und sicheren Passwort-basierten Authentifizierungsmechanismus, der das veraltete MD5 übertrifft.

Aktiviere es in den PostgreSQL-Serverparametern:

• Geh im Azure-Portal zum Abschnitt „Serverparameter“ unter „Flexibler Server“.
• Such nach „ password_encryption “ und setz es auf „ scram-sha-256 “.
• Speicher die Änderungen und starte den Server neu, wenn nötig.

Sicherheit auf Zeilenebene (RLS)

Mit RLS kannst du detaillierte Zugriffskontrollrichtlinien festlegen, die bestimmen, welche Zeilen einer Tabelle für bestimmte Benutzer sichtbar oder bearbeitbar sind.

So aktivierst du RLS:

01: Verbinde dich mit deiner Datenbank und führe Folgendes aus:

ALTER TABLE employees ENABLE ROW LEVEL SECURITY;

02: Erstell eine Richtlinie:

CREATE POLICY employee_policy
ON employees
USING (user_email = current_user);

Netzwerkschutz

Der Schutz deiner Azure-Datenbank für PostgreSQL auf Netzwerkebene ist super wichtig, um unbefugten Zugriff zu verhindern und die Angriffsfläche zu verkleinern. 

Azure hat ein paar integrierte Netzwerkfunktionen, um den Datenverkehr zu trennen und die Zugriffskontrolle zu regeln.

01: Private Endpunkte verwenden

Mit privaten Endpunkten kannst du deinen PostgreSQL-Server nur innerhalb deines Azure Virtual Network zugänglich machen, sodass er nicht öffentlich sichtbar ist.

So richtest du einen privaten Endpunkt ein:

01: Geh zum Azure-Portal und wähl deinen flexiblen PostgreSQL-Server aus.

02: Klicke unter „Einstellungen“ auf „Netzwerk“.

03: Wähle „Privater Zugriff (VNet-Integration)“.

04: Klick auf „Privaten Endpunkt hinzufügen”.

05: Gib einen Namen ein und wähle deine Ressourcengruppe und dein VNet/Subnetz aus.

06: Wähle „Private DNS-Integration“ (empfohlen).

07: Überprüfe den privaten Endpunkt und erstelle ihn.

Die folgenden Bilder zeigen ein paar der wichtigsten Schritte im Azure-Portal zum Einrichten eines privaten Endpunkts.

Bild mit einem Screenshot der Schritte im Azure-Portal zum Einrichten eines privaten Endpunkts (01).

Bild mit einem Screenshot der Schritte im Azure-Portal zum Einrichten eines privaten Endpunkts (02).

02: Netzwerksicherheitsgruppen (NSGs)

NSGs regeln den ein- und ausgehenden Datenverkehr zu Netzwerkschnittstellen und Subnetzen. Benutz sie, um nur vertrauenswürdigen IPs die Verbindung zu erlauben.

So richtest du NSGs für deinen privaten Endpunkt ein:

01: Geh zu dem Subnetz, wo dein privater Endpunkt ist.

02: Füge eine NSG hinzu und leg Regeln fest, wie zum Beispiel:

• Nur IP-Bereiche aus deiner Organisation zulassen.
• Alle anderen eingehenden Verbindungen ablehnen.

03: Regionsübergreifendes Peering

Für globale Anwendungen solltest du VNet-Peering zwischen Azure-Regionen nutzen, um den Datenverkehr zwischen virtuellen Netzwerken sicher zu leiten.

So richtest du im Azure-Portal Peering zwischen Regionen ein:

01: Geh im Azure-Portal zu „Virtuelle Netzwerke“ und wähl „Peerings“ aus.

02: Klick auf „Hinzufügen“ und wähl das virtuelle Netzwerk (VNet) aus. 

03: Aktiviere „Remote-Gateways für Verbindungen zwischen Regionen verwenden“.

Zertifikate für die Einhaltung von Vorschriften

Azure Database für PostgreSQL hält sich an viele Branchen- und Regierungsstandards, was den Datenschutz und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften sicherstellt:

Einige der Zertifizierungen sind:

• GDPR
• HIPAA
• SOC 1/2/3
• ISO/IEC 27001, 27018
• FedRAMP, PCI-DSS

Du kannst den Compliance-Statusim Microsoft Trust Center checkenundCompliance-Berichte für deine Region oder Branche runterladen.

Leistungsoptimierung und Überwachung

Bei Produktionsaufgaben ist es super wichtig, die Leistung und Zuverlässigkeit zu maximieren. 

Azure hat Tools für intelligente Optimierung, Echtzeitüberwachung und Warnmeldungen, damit dein PostgreSQL-Server immer top läuft.

Intelligente Abstimmung

Azure macht proaktive Leistungsverbesserungen mit integrierten Analyse- und Optimierungstools möglich.

Anwendungsfälle sind zum Beispiel automatische Skalierung, Verteilung der Arbeitslast und Verbesserung der Speicherleistung.

Azure Advisor für Leistungsempfehlungen nutzen

Azure Advisor checkt die Telemetriedaten und gibt dir Tipps, wie du am besten vorgehst.

So setzt du die Leistungsempfehlungen um:

01: Geh zum Azure-Portal und wähl „Azure Advisor“ aus.

02: Klick auf „Empfehlungen“ und dann auf „Leistung“.

03: Such deinen flexiblen PostgreSQL-Server.

04: Probier mal diese Vorschläge aus:

• Skalierung von vCores
• IOPS erhöhen
• Lesereplikate verwenden

Lese-Replik erstellen

Entlasten Sie leseintensive Workloads durch das Erstellen von Replikaten. So geht's: 

01: Wähl im Azure-Portal deinen PostgreSQL-Server aus.

02: Geh zu „Einstellungen“ und wähl „Replikate“.

03: Klick auf „Replikat hinzufügen“, wähl die Region aus und leg sie an.

04: Benutze die schreibgeschützten Endpunkte in deiner App.

Überwachungsrahmen

Azure Monitor gibt dir einen genauen Überblick über den Zustand und die Nutzung deiner PostgreSQL-Ressourcen.

Wichtige Kennzahlen, die man im Auge behalten sollte

• CPU-Auslastung
• Speicherverbrauch
• Festplatten-E/A und IOPS
• Abfrageausführungszeit
• Aktive Verbindungen
• Verbindungsprobleme

So zeigst du Metriken an:

Schritt 01: Geh zum Azure-Portal und öffne „Überwachen“.

Schritt 02: Klick auf „Metriken“ und wähl deinen flexiblen PostgreSQL-Server aus.

Schritt 03: Wähle eine Metrik aus (z. B. CPU %).

Schritt 04: Filters setzen und Aggregation festlegen (z. B. Durchschnitt, Maximalwert).

Schritt 05: Erstell anschauliche Diagramme oder heft sie an Dashboards.

Alarmregeln erstellen

Mit Warnmeldungen kannst du auf Leistungsprobleme reagieren, bevor sie die Benutzer beeinträchtigen.

So erstellst du eine Benachrichtigung:

Schritt 01: Geh im Azure-Portal auf „Überwachen“ und wähl „Warnungen“ aus.

Schritt 02: Klick auf „Neue Benachrichtigungsregel“.

Schritt 03: Such deine PostgreSQL-Ressource aus.

Schritt 04: Wähl 'ne Bedingung aus, z. B. „ CPU usage > 80% “.

Schritt 05: Leg den Zeitraum und die Häufigkeit der Bewertung fest.

Schritt 06: Leg eine Aktionsgruppe fest (E-Mail, Webhook, Logic App).

Schritt 07: Gib der Warnmeldung einen Namen und leg sie an.

Leistungskennzahlen (KPIs)

Mit der Überwachung von KPIs stellst du sicher, dass dein System gut läuft und die SLAs einhält:

Du kannst diese KPIs in Azure Monitor Metrics anschauen und analysieren.

Migration und Integrationsmuster

Mit den richtigen Tools und einer guten Strategie kannst du Datenbanken ganz einfach auf Azure Database for PostgreSQL umziehen. 

Azure kann sowohl Online- als auch Offline-Migrationen, mehrere Quellsysteme und die Integration mit KI und Entwicklungstools.

> Wenn du eine praktische Anleitung für die Arbeit mit PostgreSQL in echten Entwicklungsumgebungen suchst, schau dir mal Using PostgreSQL in Python durch.

Datenbankmigrationsservice (DMS)

Der Azure Database Migration Service (DMS) macht die sichere und geführte Migration von verschiedenen Datenbankplattformen (lokal oder in der Cloud) zu Azure PostgreSQL einfach.

Das Bild unten zeigt die unterstützten Migrationsszenarien und Plattformen:

Diagramm zum Azure Database Migration Service (DMS). Quelle: Microsoft-Produkte

Durchführen einer Migration mit DMS

01: Erstell eine DMS-Instanz:

• Geh zum Azure-Portal und such nach „Database Migration Services“.
• Klick auf „Erstellen“, dann wähl dein Abonnement, deine Ressourcengruppe und deine Region aus.
• Wähle „Integration Runtime (IR)“ und erstelle eine neue IR oder benutze eine vorhandene.

02: Mach ein Migrationsprojekt:

• Klick in deiner DMS-Instanz auf „Neues Migrationsprojekt hinzufügen”.
• Gib einen Namen ein und leg fest:
• Typ des Quell-Servers: PostgreSQL
• Zielservertyp: Azure-Datenbank für PostgreSQL
• Art der Migrationsaktivität: Online oder offline

03: Quell- und Zielserver festlegen:

• Gib die Verbindungsdaten für den Quell-PostgreSQL-Server ein (lokal, AWS RDS usw.).
• Gib die Anmeldedaten für den flexiblen Azure PostgreSQL-Zielserver ein.

04: Migration ausführen und überwachen:

• Wähle die Datenbanken/Schemas aus, die du migrieren willst.
• Konfigurier die Zuordnung der Tabellen und die optionale Datenumwandlung.
• Starte die Migration und behalte den Fortschritt im Azure-Portal im Auge.

Umzug von lokalen Systemen oder anderen Clouds

Für kleinere oder einmalige Migrationen kannst du native PostgreSQL-Tools wie pg_dump und pg_restore verwenden.

Offline-Migration über die CLI

Um eine Offline-Migration von einer lokalen oder anderen Cloud-PostgreSQL-Datenbank zu Azure durchzuführen, mach Folgendes:

01: Exportiere die Datenbank aus der Quelle:

pg_dump -Fc --no-acl --no-owner -h <source-host> -U <source-user> dbname > db.dump

02: Importieren in Azure PostgreSQL:

pg_restore -h <azure-host> -U <azure-user> -d <target-db> db.dump

Ein Tipp wäre, das Flag „ --jobs “ zusammen mit „ pg_restore “ zu verwenden, um die Leistung bei großen Datenbanken zu verbessern.

Umstellung von Oracle auf PostgreSQL

Um von Oracle zu PostgreSQL zu wechseln, kannst du Ora2Pg verwenden , um Oracle-Schemas in eine PostgreSQL-kompatible Syntax umzuwandeln. Mach einfach Folgendes:

01: Ora2Pg installieren.

02: Konfigurier die Datei „ ora2pg.conf ” mit deinen Oracle-Anmeldedaten.

03: Mach die folgenden Befehle:

ora2pg -c ora2pg.conf -o schema.sql
psql -h <azure-host> -U <user> -d <dbname> -f schema.sql

> Wenn du besser mit Datenbanken nach der Migration klarkommen willst, schau dir mal „Datenbanken in PostgreSQL verwalten” an.

KI-Integrationsmöglichkeiten

Azure PostgreSQL macht KI-Workloads mit der Erweiterung pgvector möglich und lässt sich mit Azure Cognitive Services verbinden.

So aktivierst und benutzt du pgvector:

CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS vector;

02: Vektorspalten erstellen und verwenden:

CREATE TABLE embeddings (
  id SERIAL PRIMARY KEY,
  description TEXT,
  embedding vector(1536)
);

03: Vektoren einfügen und suchen:

INSERT INTO embeddings (description, embedding) 
VALUES ('example', '[0.1, 0.2, 0.3, 0.4]');

SELECT * FROM embeddings 
ORDER BY embedding <-> '[0.1, 0.2, 0.3, 0.4]' 
LIMIT 5;

04: Mit KI-Diensten verbinden:

• Verwende Azure OpenAI, Cognitive Search oder Azure ML, um Einbettungen zu erstellen.
• Speichere sie mit pgvector in PostgreSQL und frag sie ab.

Techniken zur Kostenoptimierung

Azure hat mehrere Strategien, um die Infrastruktur und Betriebskosten von PostgreSQL zu senken.

Flexible Serverpreise

Um die Kosten mit flexiblen Server-Preisoptionen zu optimieren, solltest du diese Tipps beachten:

01: Verwende Burstable-SKUs (z. B. B1ms) für die Entwicklung oder für Workloads mit geringer CPU-Auslastung.

• Geh im Azure-Portal zu PostgreSQL und wähl „Preisstufe“ aus.
• Wähle „Burstable“ (Burstable).

02: Reservierte Kapazität:

• Entscheide dich für 1 oder 3 Jahre und spare bis zu 60 %.
• Kauf über das Azure-Portal, indem du auf „Reservierungen“ gehst, „Hinzufügen“ klickst und „Flexibler PostgreSQL-Server“ auswählst.

Hyperscale-Wirtschaftlichkeit (Citus)

Hyperscale nutzt horizontales Sharding, um den Durchsatz zu verbessern.

Zu den Vorteilen gehören:

• Lastenausgleich über Knoten hinweg
• Bessere Isolierung der Ressourcen
• Effiziente Speicherung durch Komprimierung

Aktiviere Hyperscale, indem du zum Azure-Portal gehst, „Ressource erstellen“ auswählst und dann „Azure Database for PostgreSQL (Hyperscale, Citus)“ wählst.

Kostenmanagement für Speicher und Backups

Um die Kosten für Speicher und Backups gut im Griff zu haben, solltest du diese Schritte beachten:

Speicherung von Überblicksansichten überprüfen:

• Azure macht standardmäßig jeden Tag Backups.
• Geh zu „Server-Einstellungen“, dann „Backups“ und passe die „Aufbewahrungsdauer“ an (Standard ist 7–35 Tage).

Schätze die Kosten mit dem Azure-Preisrechner:

• Azure-Preisrechner.
• Füge einen flexiblen PostgreSQL-Server hinzu, wähle Region, SKU, Backup-Aufbewahrung und IOPS aus.

PostgreSQL-Versionen und Upgrades verwalten

Halte deine Umgebung sicher und unterstützt, indem du regelmäßig Updates installierst.

Unterstützte Versionen und Lebenszyklusrichtlinie

Es ist wichtig, die unterstützten PostgreSQL-Versionen und deren Lebenszyklusrichtlinien zu kennen, um eine sichere und unterstützte Umgebung zu gewährleisten:

• Azure unterstützt die PostgreSQL-Versionen 11 bis 16.
• Die Versionsunterstützung richtet sich nach der EOL-Richtlinie der PostgreSQL-Community.
• Plane Upgrades vor dem Ende der Lebensdauer, um Support und Sicherheit zu behalten.

Upgrades und Patches

Das Aktualisieren und Patchen deines flexiblen PostgreSQL-Servers erfordert je nach Art des Updates sowohl automatische als auch manuelle Schritte:

• Kleinere Updates werden automatisch installiert.
• Für größere Upgrades musst du ein paar Schritte von Hand machen:

So machst du das Upgrade:

01: Aktuelle Datenbank sichern:

pg_dumpall -h <current-host> -U <user> > backup.sql

02: Erstell im Azure-Portal einen neuen Server mit der gewünschten PostgreSQL-Version.

03: Backup auf dem neuen Server wiederherstellen:

psql -h <new-host> -U <user> -f backup.sql

04: Aktualisiere die Verbindungszeichenfolgen in deiner Anwendung oder deinen Umgebungsvariablen.

Entwicklungsumgebung

Azure PostgreSQL unterstützt moderne DevOps und georäumliche Workloads.

Infrastructure-as-Code (IaC)

Terraform für wiederholbare, automatisierte Bereitstellung nutzen. Hier ist ein Beispiel für ein Terraform-Skript zum Erstellen eines flexiblen Azure PostgreSQL-Servers:

resource "azurerm_postgresql_flexible_server" "example" {
  name                   = "mypgflexserver"
  resource_group_name    = "myrg"
  location               = "East US"
  administrator_login    = "pgadmin"
  administrator_password = "password123!"
  sku_name               = "Standard_B1ms"
  version                = "14"
}

Um die Ressource zu erstellen, geh auf „ terraform init “ → „ terraform plan “ → „ terraform apply “.

> Weitere Infos findest du in unserem umfassendenLeitfaden zur Verwendung von Terraform mit Azure.

Geodatenfunktionenmit PostGIS

PostGIS erweitert PostgreSQL um räumliche und geografische Abfragen.

So aktivierst du PostGIS:

CREATE EXTENSION postgis;

Verwende es für Apps, die auf Standortdaten basieren, für Karten, zur Routenoptimierung und für Geofencing.

Beliebte Erweiterungen und Integrationen

Aktiviere leistungsstarke PostgreSQL-Erweiterungen, um die Überwachbarkeit und Planung zu verbessern:

Um die gewünschten Erweiterungen zu aktivieren, geh zum Azure-Portal und dann zu deinem flexiblen PostgreSQL-Server. 

Geh dann zum Abschnitt „Server-Parameter“, such die Einstellung „ azure.extensions “, füge die benötigten Erweiterungen als durch Kommas getrennte Liste hinzu und speichere die Änderungen.

Fazit

Mit Azure Database für PostgreSQL kannst du PostgreSQL mit der Zuverlässigkeit, Sicherheit und Leistung der Cloud für Unternehmen bereitstellen, skalieren und verwalten. 

Da die Anforderungen an die Cloud immer weiter steigen, sorgen das starke Ökosystem von Azure und die bewährte Zuverlässigkeit von PostgreSQL dafür, dass deine Anwendungen flexibel, konform und kosteneffizient bleiben.

Wenn du dein Wissen vertiefen möchtest, empfehle ich dirden Lernpfad „Azure Fundamentals“. Viel Spaß beim Lernen!