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PostgreSQl 12主從流復(fù)制及歸檔配置

微信公眾號(hào)：運(yùn)維開(kāi)發(fā)故事，作者：姜總

大家好，我是小姜。一名落魄的低層運(yùn)維工程師。

上一篇文章說(shuō)道PostgreSQL 12 的源碼部署，這里我們說(shuō)一下PostgreSQl 12的主從流復(fù)制和歸檔配置。

主從復(fù)制的兩種形式

1） 基于文件的日志傳送

創(chuàng)建一個(gè)高可用性（HA）集群配置可采用連續(xù)歸檔，集群中主服務(wù)器工作在連續(xù)歸檔模式下，備服務(wù)器工作在連續(xù)恢復(fù)模式下（1臺(tái)或多臺(tái)可隨時(shí)接管主服務(wù)器），備持續(xù)從主服務(wù)器讀取WAL文件。連續(xù)歸檔不需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)表做任何改動(dòng)，可有效降低管理開(kāi)銷(xiāo)，對(duì)主服務(wù)器的性能影響也相對(duì)較低。直接從一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器移動(dòng)WAL記錄到另一臺(tái)服務(wù)器被稱(chēng)為日志傳送，PostgreSQL通過(guò)一次一文件（WAL段）的WAL記錄傳輸實(shí)現(xiàn)了基于文件的日志傳送。日志傳送所需的帶寬取根據(jù)主服務(wù)器的事務(wù)率而變化；日志傳送是異步的，即WAL記錄是在事務(wù)提交后才被傳送，那么在一個(gè)窗口期內(nèi)如果主服務(wù)器發(fā)生災(zāi)難性的失效則會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，還沒(méi)有被傳送的事務(wù)將會(huì)被丟失；數(shù)據(jù)丟失窗口可以通過(guò)使用參數(shù)archive_timeout進(jìn)行限制，可以低至數(shù)秒，但同時(shí)會(huì)增加文件傳送所需的帶寬。archive_timeout強(qiáng)制N秒以后進(jìn)行一次歸檔,若設(shè)置太小，很快就會(huì)超過(guò)wal_keep_segments 的值，導(dǎo)致數(shù)據(jù)覆蓋丟失，因此不要盲目設(shè)置。

2）流復(fù)制

PostgreSQL在9.x之后引入了主從的流復(fù)制機(jī)制，所謂流復(fù)制，就是備服務(wù)器通過(guò)tcp流從主服務(wù)器中同步相應(yīng)的數(shù)據(jù)，主服務(wù)器在WAL記錄產(chǎn)生時(shí)即將它們以流式傳送給備服務(wù)器，而不必等到WAL文件被填充。默認(rèn)情況下流復(fù)制是異步的，這種情況下主服務(wù)器上提交一個(gè)事務(wù)與該變化在備服務(wù)器上變得可見(jiàn)之間客觀上存在短暫的延遲，但這種延遲相比基于文件的日志傳送方式依然要小得多，在備服務(wù)器的能力滿(mǎn)足負(fù)載的前提下延遲通常低于一秒；在流復(fù)制中，備服務(wù)器比使用基于文件的日志傳送具有更小的數(shù)據(jù)丟失窗口，不需要采用archive_timeout來(lái)縮減數(shù)據(jù)丟失窗口；PostgreSQL 12開(kāi)始，在執(zhí)行通過(guò)流復(fù)制來(lái)配置主備數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)候，不再需要配置額外配置recovery.conf文件了。取而代之的是在備庫(kù)環(huán)境的$PGDATA路徑下配置一個(gè)standby.signal文件，注意該文件是一個(gè)普通的文本文件，內(nèi)容為空。理解起來(lái)就是，該文件是一個(gè)標(biāo)識(shí)文件。如果備庫(kù)通過(guò)執(zhí)行pg_ctl promote提升為主庫(kù)的話(huà)，那么該文件將自動(dòng)消失。

注意：全部操作都以postgres用戶(hù)進(jìn)行。

配置主從流復(fù)制和歸檔

1）兩臺(tái)機(jī)器做免密登錄

我們備份和還原過(guò)程中所用的archive_command和restore_command命令都以postgres用戶(hù)運(yùn)行，因此我們需要針對(duì)postgres用戶(hù)實(shí)現(xiàn)ssh無(wú)密碼登錄。

# 用postgres用戶(hù)登錄到主pgsql服務(wù)器
ssh-keygen -t rsa  # 一路回車(chē)
scp /home/postgres/.ssh/id_rsa.pub postgres@10.10.22.152:/home/postgres/.ssh/authorized_keys

或者拷貝id_rsa.pub文件到從pgsql上，然后到從上執(zhí)行以下命令

cat ~/.ssh/id_rsa.pub >> ~/.ssh/authorized_keys 


# 登錄從pgsql服務(wù)器查看權(quán)限
chmod 700 /home/postgres/.ssh
chmod 600 /home/postgres/.ssh/authorized_keys

# 測(cè)試登錄
ssh postgres@10.10.22.152


# 從pgsql庫(kù)
ssh-keygen -t rsa  # 一路回車(chē)
scp /home/postgres/.ssh/id_rsa.pub postgres@10.10.22.151:/home/postgres/.ssh/authorized_keys

# 登錄從pgsql服務(wù)器查看權(quán)限
chmod 700 /home/postgres/.ssh
chmod 600 /home/postgres/.ssh/authorized_keys

# 測(cè)試登錄
ssh postgres@10.10.22.152

2）主庫(kù)配置

# 創(chuàng)建用戶(hù)
ceate user replica with replication login password 'replication';
alter user replica with password 'replication';

# 修改pg_hba.conf
host  replication  replica 10.10.0.0/16  md5


# 修改配置文件
$ vim /data/postgresql-12/data/postgresql.conf

# 監(jiān)聽(tīng)所有IP
listen_addresses = "0.0.0.0"
# 最大連接數(shù)，據(jù)說(shuō)從機(jī)需要大于或等于該值
max_connections = 200
# 設(shè)置主pgsql為生成wal的主機(jī)，9.6開(kāi)始沒(méi)有hot_standby（熱備模式）
wal_level = replica

# 開(kāi)啟連續(xù)歸檔
archive_mode = on
#歸檔命令。-o "StrictHostKeyChecking no" 作用是取消第一次連接輸入yes或者no
archive_command = 'scp -o "StrictHostKeyChecking no" %p pgslave.ptcloud.t.home:/data/postgresql-12/archive/%f'
# archive_command = 'test ! -f /data/postgresql-12/archive/%f && scp %p pgslave.ayunw.cn:/data/postgresql-12/archive/%f'
archive_cleanup_command = '/usr/local/postgresql-12/bin/pg_archivecleanup -d /data/postgresql-12/data/pg_wal %r >> /data/postgresql-12/log/archive_cleanup.log 2>&1'
# 最多有16個(gè)流復(fù)制連接。
max_wal_senders = 16
# 設(shè)置流服務(wù)保留的最多wal(老版本叫xlog)文件個(gè)數(shù)
wal_keep_segments = 256
# 數(shù)據(jù)堆清理的最大進(jìn)程
autovacuum_max_workers = 2
max_worker_processes = 16
max_logical_replication_workers = 10
# 日志設(shè)置
log_destination = 'stderr'
logging_collector = on
log_directory = '/data/postgresql-12/log'
log_filename = 'postgresql-%w.log'
log_file_mode = 0600
log_truncate_on_rotation = on
log_rotation_age = 1d
log_rotation_size = 1GB

log_min_messages = error
# 執(zhí)行超過(guò)300ms的sql語(yǔ)句會(huì)記錄到pgsql的日志文件,類(lèi)似于慢日志
# 一般設(shè)置300ms就好，慢日志會(huì)打到pgsql日志文件，方便查問(wèn)題
log_min_duration_statement = 300
log_checkpoints = on
log_connections = on
log_disconnections = on
log_error_verbosity = verbose
log_hostname = on
log_line_prefix = '%m [%p] '
log_lock_waits = on 
log_statement = 'ddl'

# 主庫(kù)設(shè)置完成后，需要root用戶(hù)重啟PG服務(wù)才能使以上配置生效
systemctl daemon-reload
systemctl restart postgresql


su - postgres
psql

# 主庫(kù)創(chuàng)建具有流復(fù)制權(quán)限的用戶(hù)replica
CREATE user replica login replication encrypted password 'replication';

postgres=# \du;
                                   List of roles
 Role name |                         Attributes                         | Member of
-----------+------------------------------------------------------------+-----------
 postgres  | Superuser, Create role, Create DB, Replication, Bypass RLS | {}
 replica   | Replication                                                | {}


# 主庫(kù)增加主從復(fù)制的信任訪問(wèn)(pg_hba.conf)

$ vim /data/postgresql-12/data/pg_hba.conf
# replication privilege.
host    replication     replica         10.10.0.0/16            trust


# 重啟服務(wù)
systemctl daemon-reload
systemctl restart postgresql
systemctl status postgresql

3）從庫(kù)配置

# 停止從庫(kù)，刪除從pgsql數(shù)據(jù)目錄中的數(shù)據(jù)

# 備份數(shù)據(jù)目錄
mkdir -p /opt/pgsqldata_backup
mv /data/postgresql-12/data/* /opt/pgsqldata_backup

pg_ctl -D /data/postgresql-12/data -l logfile stop
rm -rf /data/postgresql-12/data/*

4）從庫(kù)做基礎(chǔ)備份

從主服務(wù)器上copy數(shù)據(jù)到從服務(wù)器，這一步叫做“基礎(chǔ)備份”

su - postgres

$ pg_basebackup -h 10.10.22.151 -p 5432 -U replica -W -R -Fp -Xs -Pv -D /data/postgresql-12/data/
Password:
pg_basebackup: initiating base backup, waiting for checkpoint to complete
pg_basebackup: checkpoint completed
pg_basebackup: write-ahead log start point: 0/8000028 on timeline 1
pg_basebackup: starting background WAL receiver
pg_basebackup: created temporary replication slot "pg_basebackup_13370"
31384/31384 kB (100%), 1/1 tablespace
pg_basebackup: write-ahead log end point: 0/8000100
pg_basebackup: waiting for background process to finish streaming ...
pg_basebackup: syncing data to disk ...
pg_basebackup: base backup completed

?

參數(shù)說(shuō)明：

• -h 啟動(dòng)的主庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)地址

• -p 主庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)端口

• -U 流復(fù)制用戶(hù)

• -W 使用密碼驗(yàn)證，要用replica的密碼

• -Fp 備份輸出正常的數(shù)據(jù)庫(kù)目錄

• -Xs 使用流復(fù)制的方式進(jìn)行復(fù)制

• -Pv 輸出復(fù)制過(guò)程的詳細(xì)信息

• -R 為備庫(kù)創(chuàng)建recovery.conf文件。但是pgsql 10以后的新版本的pgsql不需要這個(gè)文件了。

• -D 指定創(chuàng)建的備庫(kù)的數(shù)據(jù)庫(kù)目錄

?

5) 配置從庫(kù)的配置文件

注意：這時(shí)候，從庫(kù)數(shù)據(jù)目錄下的postgresql.conf文件是剛才從主的pgsql上同步過(guò)來(lái)的，并不是pgsql的配置文件，你需要將原先老的從庫(kù)上的配置文件拿過(guò)來(lái)用。

$ cd /data/postgresql-12/data/
$ mv postgres.conf  postgres.conf_master.bak

$ cp /opt/pgsqldata_backup/postgres.conf postgres.conf

$ vim /data/postgresql-12/data/postgres.conf

# 監(jiān)聽(tīng)所有IP
listen_addresses = "0.0.0.0"

# 最大連接數(shù)，從pgsql需要大于或等于主的值
max_connections = 300

restore_command = 'cp /data/postgresql-12/archive/%f %p'
archive_cleanup_command = '/usr/local/postgresql-12/bin/pg_archivecleanup -d /data/postgresql-12/data/pg_wal %r && /usr/local/postgresql-12/bin/pg_archivecleanup -d /data/postgresql-12/archive %r >> /data/postgresql-12/log/archive_cleanup.log 2>&1'

# 9.6開(kāi)始沒(méi)有hot_standby（熱備模式）
wal_level = replica
# 最多有16個(gè)流復(fù)制連接。
max_wal_senders = 16

# 設(shè)置比主庫(kù)大，可以設(shè)置為2倍的數(shù)值
wal_keep_segments = 512
max_logical_replication_workers = 10

autovacuum_max_workers = 2
# 和主的值保持一致即可
max_worker_processes = 16

# 說(shuō)明這臺(tái)機(jī)器不僅用于數(shù)據(jù)歸檔，還可以用于數(shù)據(jù)查詢(xún)
hot_standby = on
#流備份的最大延遲時(shí)間
max_standby_streaming_delay = 30s 
# 向主機(jī)匯報(bào)本機(jī)狀態(tài)的間隔時(shí)間
wal_receiver_status_interval = 10s 
# 出現(xiàn)錯(cuò)誤復(fù)制，向主機(jī)反饋
hot_standby_feedback = on


# 日志設(shè)置
log_destination = 'stderr'
logging_collector = on
log_directory = '/data/postgresql-12/log'
log_filename = 'postgresql-%w.log'
log_file_mode = 0600
log_truncate_on_rotation = on
log_rotation_age = 1d
log_rotation_size = 1GB

log_min_messages = error
# 執(zhí)行超過(guò)300ms的sql語(yǔ)句會(huì)被記錄到pgsql的日志文件中
log_min_duration_statement = 300
log_checkpoints = on
log_connections = on
log_disconnections = on
log_error_verbosity = verbose
log_hostname = on
log_line_prefix = '%m [%p] '
log_lock_waits = on 
log_statement = 'ddl'

6) 重啟從庫(kù)

要保證從庫(kù)的數(shù)據(jù)目錄是postgres屬主和屬組，且權(quán)限為0700

su - postgres
pg_ctl -D /data/postgresql-12/data restart

驗(yàn)證pgsql主從

# 登錄主庫(kù)
su - postgres

postgres=# psql

postgres=# select client_addr,sync_state from pg_stat_replication;
 client_addr  | sync_state
--------------+------------
 10.10.22.152 | async
(1 row)


select pid, usename, application_name, client_addr, 
      backend_start, client_port, state, sync_state from pg_stat_replication;

  pid  | usename | application_name | client_addr |         backend_start         | client_port |   state   | sync_state
-------+---------+------------------+-------------+-------------------------------+-------------+-----------+------------
 28356 | repl    | walreceiver      | 10.10.22.152 | 2021-12-30 17:00:59.357653+08 |       48660 | streaming | async
(1 row)

以上說(shuō)明10.10.22.152服務(wù)器是從節(jié)點(diǎn)，在接收異步流復(fù)制

到這里，主流復(fù)制和歸檔配置完成。

公眾號(hào)：運(yùn)維開(kāi)發(fā)故事

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作者：姜總 運(yùn)維開(kāi)發(fā)故事

歡迎關(guān)注：運(yùn)維開(kāi)發(fā)故事