PostgreSQL 主从复制&故障切换

前言

PostgreSQL的主从复制是一种非常简单且常用的高可用性和可扩展性解决方案，本质上是将主服务器的数据复制到一个或多个从服务器上，从而提高系统的性能和可靠性，并提供数据备份和故障恢复的能力。

环境准备

搭建主从节点

准备两个节点，一主一从，修改好ip，根据PostgreSQL 入门中的介绍安装好postgresql服务。

角色	IP	端口
Master	192.168.10.10	5432
Standby	192.168.10.11	5432

配置主从节点

先为主节点准备一些数据

create table t1 (id int);
insert into t1 values (111);
select * from t1;

接下来，主从都按照以下配置进行设置，因为后面会有主从切换的操作。

修改 pg_hba.conf 文件

修改 postgresql.conf 文件

提前构建好归档日志和备份目录，并且设置好拥有者

重启PostgreSQL服务

systemctl restart postgresql-12

从节点加入主节点

关闭从节点服务

systemctl stop postgresql-12

删除从节点数据（删除data目录）

rm -rf ~/12/data/*

基于pbk去主节点备份数据

# 确认好备份的路径，还有主节点的ip
pg_basebackup -D /pgbasebackup -Ft -Pv -Upostgres -h 192.168.10.10 -p 5432 -R

恢复数据操作，解压tar包

cd /pgbasebackuo
tar -xf base.tar -C ~/12/data
tar -xf pg_wal.tar -C /archive

修改postgresql.auto.conf文件

# 确认有这两个配置，一般第一个需要手写，第二个会自动生成
restore_command = 'cp /archive/%f %p'
primary_conninfo = 'user=postgres password=postgres host=192.168.10.10 port=5432 sslmode=prefer sslcompression=0 gssencmode=prefer krbsrvname=postgres target_session_attrs=any'

修改standby.signal文件，开启从节点备份模式

# 开启从节点备份
standby_mode = 'on'

启动从节点服务

systemctl restart postgresql-12

查看主从信息

• 查看从节点是否有t1表
• 主节点添加一行数据，从节点再查询，可以看到最新的数据
• 从节点无法完成写操作，他是只读模式
• 主节点查看从节点信息

  select * from pg_stat_replication

• 从节点查看主节点信息

  select * from pg_stat_wal_receiver

主从故障切换

PostgreSQL自身只支持简单的主从，不提供主从自动切换，如果要实现此功能只能通过Nginx这样的负载并采用keepalived的形式，在主节点宕机后，通过脚本的执行完成主从切换，这里做一个手动的故障切换操作。

默认情况下，主从备份是异步的，这样会导致一个问题：如果主节点写入的数据还没有备份到从节点，主节点忽然宕机了，数据可能丢失。

PGSQL在9.5版本后提供了一个pg_rewind的操作，基于归档日志做一个比对，是否有时间差冲突。

操作步骤：

1. rewind需要开启一项配置才可以使用
   修改postgresql.conf中的 wal_log_hints = ‘on’

2. 为了可以更方便的使用rewind，需要设置一下 /usr/pgsql-12/bin/ 的环境变量

   vi /etc/profile
     追加信息
   export PATH=/usr/pgsql-12/bin/:$PATH
   source /etc/profile
   

3. 模拟主库宕机，直接对主库关机。

4. 从节点切换为主节点

   # 默认会去找$PGDATA，如果没有配置，基于-D指定一下PGSQL的data目录
   pg_ctl promote -D ~/12/data/
   

5. 将原主节点开机，执行归档日志的同步。

   • 停止PGSQL服务

     pg_ctl stop -D ~/12/data
     

   • 基于pg_rewind加入到集群

     pg_rewind -D ~/12/data/ --source-server='host=192.168.10.10 user=postgres password=postgres'
     

   • 如果上述命令失败，需要再执行以上操作。

6. 修改原主节点（新从节点）的配置

   • 构建standby.signal

     standby_mode = 'on'
     

   • 修改postgresql.auto.conf文件

     # 注意ip地址
     primary_conninfo = 'user=postgres password=postgres host=192.168.10.10 port=5432 sslmode=prefer sslcompression=0 gssencmode=prefer krbsrvname=postgres target_session_attrs=any'
     restore_command = 'cp /archive/%f %p'
     

   • 启动新的从节点

     pg_ctl start -D ~/12/data/