The Pokémon Company migriert zu speziell entwickelten AWS-Datenbanken

Ursprünglich basierte der Pokémon Trainer Club auf einer NoSQL-Dokumentdatenbank eines Drittanbieters, in der sämtliche Benutzerprofildaten und Änderungsprotokolle von mehr als 300 Millionen Pokémon-GO-Spielern gespeichert wurden. Die Masterdatenbank der Pokémon-Kreaturen, die Online-Benutzerdaten des Sammelkartenspiels und die Daten von persönlichen "Organized Play"-Gruppen befanden sich in Datenbank-Shards. Für den schnellen Zugriff auf Benutzersitzungsdaten sorgte Memcached. Das Unternehmen hostete die Datenbank und das Memory-Caching-System in Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) und nutzte Elastic Load Balancing für das Datenverkehr-Management und Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) als Objektspeicher. "Die Entscheidung für unsere vorherige NoSQL-Datenbank basierte auf den schnellen Suchvorgängen", erklärt Webb. "Dann stellte sich aber heraus, dass wir die gewünschte Geschwindigkeit nur durch die Verwaltung vieler Indexe und vieler komplexer Knoten erreichen konnten – zeitweise waren es mehr als 300."

Es war eine Herausforderung, den reibungslosen Betrieb aller Knoten zu gewährleisten. Wenn Index- oder Datenbankknoten nicht verfügbar waren, stieg die Latenz. Wenn ein Memcached-Knoten ausfiel, konnten sich die Benutzer gar nicht mehr anmelden. Im Falle eines Ausfalls primärer Datenknoten musste das Team alles stehen und liegen lassen, um sie wiederherzustellen, während das System über Backup-Knoten weiter ausgeführt wurde. Nach Jahren täglicher Verwaltungsprobleme, die durch den riesigen Zuwachs an Pokémon GO-Benutzern zusätzlich verschlimmert wurden, entschied sich TPCi für einen Umstieg auf die vollständig verwalteten Datenbankservices von Amazon Web Services (AWS).

"Wir waren mit der Performance und Zuverlässigkeit von Amazon EC2, Elastic Load Balancing und Amazon S3 sehr zufrieden", erinnert sich Webb. "Deswegen wollten wir die verwalteten Datenbankservices von AWS unter die Lupe nehmen." Das Team führte umfassende Tests durch, um eine Lösung zu finden, die den Anforderungen in Bezug auf Sicherheit, Skalierung, Performance und Ausfallsicherheit entsprach. Am Ende fiel die Wahl auf Amazon Aurora mit PostgreSQL-Kompatibilität. "Da Authentifizierungsanfragen den Großteil des TPCi-Datenverkehrs ausmachen, entschieden wir uns für Amazon Aurora PostgreSQL, das Sicherheitsfunktionen der Enterprise-Klasse, wie die Verschlüsselung inaktiver und Übertragungsdaten, und eine hohe Zuverlässigkeit in einer multiregionalen Umgebung bietet."

Außerdem verlagerte das Team den Benutzer-Zwischenspeicher in Amazon ElastiCache, um die Vorteile von Redis und Memcached in Anspruch zu nehmen. Redis stellt Aufgaben für neue Benutzer in eine Warteschlange, damit sie aufgefordert werden können, Aufgaben nach der Authentifizierung abzuschließen, z. B. die Nutzungsbedingungen zu akzeptieren. Memcached sorgt dafür, dass Tickets live bleiben, damit bestehende Benutzersitzungen nicht unterbrochen werden, wenn neue Benutzer beitreten. Das Team migrierte globale Konfigurations- und Time-to-Live (TTL)-Daten zu Amazon DynamoDB, einer Schlüssel-Werte-Datenbank, die Geschwindigkeiten im einstelligen Millisekundenbereich im großen Maß bietet. Auch Ereignisdaten wie der Anmeldeverlauf und Prüfdaten von Benutzeränderungen wurden verschoben, und zwar zu Amazon S3.

Die nicht relationalen Datenspeicher wurden als Erstes zu Amazon Aurora migriert, gefolgt von den Benutzerdaten und den Datenbank-Shards. Nach nur neun Monaten war das Projekt abgeschlossen. "In den ersten Monaten erstellten wir Anwendungsfälle und Belastungstests", so Webb. "Dann rationalisierten wir alle Daten und nahmen JSON-Daten auseinander. Es ist uns gelungen, die Migration ohne Ausfallzeiten für unser Authentifizierungsverfahren abzuschließen. Das ist bemerkenswert, da sich jede Sekunde 300 Benutzer aus aller Welt im Pokémon Trainer Club anmelden."

Seit der Migration investiert TPCi wesentlich weniger Zeit und Geld in Datenbanken. "Mit Amazon Aurora konnten wir die Anzahl der Knoten von 300 auf 30 reduzieren und müssen keine Datenbanklizenzen mehr erwerben", so Webb. "Wir sparen jeden Monat Zehntausende Dollar an Datenbankkosten. Vor allem hatten sich in den sechs Monaten vor der Migration 168 Stunden an Ausfallzeiten oder Leistungseinbußen angesammelt. Seitdem waren es null Stunden."

Die Migration hat noch andere Vorteile mit sich gebracht. "Mithilfe der integrierten TTL-Einstellungen in Amazon DynamoDB können wir ermitteln, wenn ein Benutzer die maximale Anzahl von Anmeldeversuchen überschreitet, und den Zugang sperren", erklärt Webb. "Dadurch konnte die Anzahl der Anmeldeversuche durch Bots um 90 Prozent reduziert werden, sodass mehr Systemressourcen für legitime Benutzer bereitstehen und wir weniger zusätzliche Ressourcen einplanen müssen."

Durch den Einsatz des vollständig verwalteten Amazon ElastiCache-Service entsteht ein wesentlich geringerer Verwaltungsaufwand für Memcached-Knoten. Im Cluster gespeicherte Benutzersitzungsdaten und Ticket-Statusmeldungen beschleunigen die Authentifizierung und sorgen dafür, dass Benutzer nicht mehr dauerhaft mit einem einzigen Server verbunden bleiben müssen.

Weniger Aufwand bei der Datenbankverwaltung ermöglicht mehr Innovationsfreiheit. Das Unternehmen plant die Verwendung serverloser Computing-Ressourcen, Container und Microservices, um die Effizienz und die Performance noch weiter zu steigern. Durch die kontinuierliche Verbesserung seiner Services bietet TPCi Millionen Menschen weltweit On-Demand-Zugriff auf das Pokémon-Universum.

Weitere Informationen finden Sie unter thinkwithwp.com/gametech/databases.