PostgreSQL のプライマリ/セカンダリ構成を設定することで、読み書き分離を実装し、読み取りクエリをセカンダリノードにオフロードしてパフォーマンスを向上させることができます。セカンダリノードは、プライマリノードのデータレプリカとしても機能します。プライマリノードに障害が発生した場合、手動でセカンダリノードにフェールオーバーすることができ、システムの高可用性を高めます。
ソリューションのアーキテクチャ
仕組み
データの書き込みと先行書き込みログ (WAL) の生成:プライマリノードは書き込みトランザクションを処理し、データの変更を WAL に記録します。
WAL の転送:プライマリノード上の
walsenderプロセスは、ストリーミングレプリケーションを使用して、WAL をリアルタイムでセカンダリノード上のwalreceiverプロセスに転送します。データ同期:セカンダリノード上の
walreceiverプロセスが WAL を受信します。リカバリープロセスが WAL を読み取り、データの変更をセカンダリデータベースに適用することで、プライマリノードと同期します。読み取り専用サービス:継続的に同期しながら、セカンダリノードは読み取り専用クエリを処理します。
操作手順
ステップ 1:ECS インスタンスとネットワーク環境の準備
プライマリノードとセカンダリノードとして機能する 2 つの Elastic Compute Service (ECS) インスタンスを作成します。インスタンスの構成は次のとおりです:
仕様:ecs.c7.large (2 vCPU, 4 GiB) 以上。
イメージ:Alibaba Cloud Linux 3.2104 LTS 64 ビット、CentOS 8.x 64 ビット、または Ubuntu 22.04 64 ビット。
ネットワーク:両方のインスタンスは、ネットワーク遅延を最小限に抑え、データ同期のパフォーマンスを確保するために、同じ Virtual Private Cloud (VPC)、リージョン、およびアベイラビリティゾーンに配置する必要があります。また、インストールパッケージをダウンロードするためにパブリックネットワークアクセスも必要です。
高可用性は、プライマリ/セカンダリ構成によって実現されます。セカンダリノードは、フェールオーバーのためのデータレプリカとして機能します。
セキュリティグループ:両方のインスタンスを同じセキュリティグループに割り当てます。
プライベート IP アドレスの例:
プライマリノードのプライベート IP アドレスの例:
192.168.1.10セカンダリノードのプライベート IP アドレスの例:
192.168.1.20
ステップ 2:PostgreSQL プライマリノードの設定
Alibaba Cloud Linux 3/CentOS 8
以下の手順では、PostgreSQL 18 を例として使用します。
ECS インスタンスにログインします。
ECS コンソール - インスタンス に移動します。上部のナビゲーションバーで、対象のリージョンとリソースグループを選択します。
対象のインスタンスの詳細ページに移動します。[接続] をクリックし、[ワークベンチ] を選択します。ページ上の指示に従って、ターミナルにログインします。
PostgreSQL 18 をインストールします。YUM リポジトリを設定し、サーバーパッケージをインストールします。
# OS タイプを確認します。CentOS 8 の場合は、デフォルトの PostgreSQL モジュールを無効にします。 if [ -f /etc/os-release ]; then . /etc/os-release if [ "$ID" = "centos" ] && [ "${VERSION_ID%%.*}" = "8" ]; then sudo dnf --assumeyes module disable postgresql fi fi # 公式の PostgreSQL YUM リポジトリを追加します。 sudo rpm -Uvh http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/postgresql/repos/yum/reporpms/EL-8-x86_64/pgdg-redhat-repo-latest.noarch.rpm # リポジトリの URL を Alibaba Cloud ミラーに置き換えて、ダウンロードを高速化します。 sudo sed -i "s@https://download.postgresql.org/pub@http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/postgresql@g" /etc/yum.repos.d/pgdg-redhat-all.repo sudo sed -i "s@\$releasever@8@g" /etc/yum.repos.d/pgdg-redhat-all.repo # PostgreSQL 18 サーバーをインストールします。 sudo dnf install -y postgresql18-serverデータベースを初期化します。これにより、データディレクトリ
/var/lib/pgsql/18/data/が作成され、デフォルトの設定ファイルが生成されます。sudo /usr/pgsql-18/bin/postgresql-18-setup initdb/var/lib/pgsql/18/data/postgresql.confファイルを編集して、リッスンアドレス、WAL レベル、およびその他のパラメーターを設定します。# すべてのネットワークインターフェースからの接続をリッスンします。 listen_addresses = '*' # WAL レベルを replica に設定します。 wal_level = replica # ストリーミングレプリケーション接続の最大数を設定します。この値はセカンダリノードの数以上である必要があります。 max_wal_senders = 3 # WAL アーカイブを有効にします。セカンダリノードが長時間オフラインになり、プライマリノードが古い WAL をクリーンアップした場合、セカンダリノードはアーカイブから自動的に回復できます。 archive_mode = on # アーカイブスキームを設定します。この例では、/mnt/server/archivedir/ にアーカイブします。 archive_command = 'test ! -f /mnt/server/archivedir/%f && cp %p /mnt/server/archivedir/%f'サービスを起動し、PostgreSQL ユーザーとレプリケーションスロットを作成します。
PostgreSQL サービスを起動し、起動時に自動起動するように設定します。
sudo systemctl enable postgresql-18.service sudo systemctl start postgresql-18.serviceREPLICATION権限を持つ PostgreSQL ユーザーを作成します。sudo -u postgres psql -c "CREATE ROLE replica_user WITH REPLICATION LOGIN PASSWORD '安全なパスワード';"物理レプリケーションスロットを作成します。レプリケーションスロットは、セカンダリが WAL ログを受信する前にプライマリノードがそれらを削除するのを防ぎます。これにより、切断されたセカンダリが再接続後に完全な再クローンを必要とせずに同期を再開できます。
sudo -u postgres psql -c "SELECT pg_create_physical_replication_slot('secondary_slot');"
セカンダリノードからの接続を許可するように
pg_hba.confファイルを設定します。/var/lib/pgsql/18/data/pg_hba.confファイルの末尾に認証ルールを追加して、セカンダリノードが PostgreSQL ユーザーとして接続できるようにします。# TYPE DATABASE USER ADDRESS METHOD host replication replica_user 192.168.1.20/32 scram-sha-256replica_user:PostgreSQL のユーザー名。192.168.1.20:セカンダリノードのプライベート IP アドレス。
サービスを再起動して変更を適用します。
sudo systemctl restart postgresql-18.service
Ubuntu/Debian
このガイドは Ubuntu 22.04 以降、および Debian 11 以降に適用されます。以下の手順では、PostgreSQL 18 を例として使用します。
ECS インスタンスにログインします。
ECS コンソール - インスタンス に移動します。上部のナビゲーションバーで、対象のリージョンとリソースグループを選択します。
対象のインスタンスの詳細ページに移動します。[接続] をクリックし、[ワークベンチ] を選択します。画面の指示に従ってターミナルにログインします。
PostgreSQL 18 をインストールします。PostgreSQL APT リポジトリを設定し、パッケージをインストールします。
# 公式の PostgreSQL APT リポジトリを追加し、Alibaba Cloud ミラーを使用します。 sudo sh -c 'echo "deb [signed-by=/etc/apt/trusted.gpg.d/postgresql.gpg] http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/postgresql/repos/apt/ $(lsb_release -sc)-pgdg main" > /etc/apt/sources.list.d/pgdg.list' # リポジトリ署名キーをインポートします。 wget -qO - http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/postgresql/repos/apt/ACCC4CF8.asc | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/trusted.gpg.d/postgresql.gpg # パッケージリストを更新してインストールします。 sudo apt-get update sudo apt-get install -y postgresql-18/etc/postgresql/18/main/postgresql.confファイルを編集して、リッスンアドレス、WAL レベル、およびその他のパラメーターを設定します。# すべてのネットワークインターフェースからの接続をリッスンします。 listen_addresses = '*' # WAL レベルを replica に設定します。 wal_level = replica # ストリーミングレプリケーション接続の最大数を設定します。この値はセカンダリノードの数以上である必要があります。 max_wal_senders = 3 # WAL アーカイブを有効にします。セカンダリノードが長時間オフラインになり、プライマリノードが古い WAL をクリーンアップした場合、セカンダリノードはアーカイブから自動的に回復できます。 archive_mode = on # アーカイブスキームを設定します。この例では、/mnt/server/archivedir/ にアーカイブします。 archive_command = 'test ! -f /mnt/server/archivedir/%f && cp %p /mnt/server/archivedir/%f'サービスを起動し、PostgreSQL ユーザーとレプリケーションスロットを作成します。
PostgreSQL サービスを起動し、起動時に自動起動するように設定します。
sudo systemctl enable postgresql.service sudo systemctl start postgresql.serviceREPLICATION権限を持つ PostgreSQL ユーザーを作成します。sudo -u postgres psql -c "CREATE ROLE replica_user WITH REPLICATION LOGIN PASSWORD '安全なパスワード';"物理レプリケーションスロットを作成します。レプリケーションスロットは、セカンダリが WAL ログを受信する前にプライマリノードがそれらを削除するのを防ぎます。これにより、切断されたセカンダリが再接続後に完全な再クローンを必要とせずに同期を再開できます。
sudo -u postgres psql -c "SELECT pg_create_physical_replication_slot('secondary_slot');"
セカンダリノードからの接続を許可するように
pg_hba.confファイルを設定します。/etc/postgresql/18/main/pg_hba.confファイルの末尾に認証ルールを追加して、セカンダリノードが PostgreSQL ユーザーとして接続できるようにします。# TYPE DATABASE USER ADDRESS METHOD host replication replica_user 192.168.1.20/32 scram-sha-256replica_user:PostgreSQL のユーザー名。192.168.1.20:セカンダリノードのプライベート IP アドレス。
サービスを再起動して変更を適用します。
sudo systemctl restart postgresql.service
Alibaba Cloud Linux 2/CentOS 7
以下の手順では、PostgreSQL 15 を例として使用します。
ECS インスタンスにログインします。
ECS コンソール - インスタンス に移動します。上部のナビゲーションバーで、対象のリージョンとリソースグループを選択します。
対象のインスタンスの詳細ページに移動します。[接続] をクリックし、[ワークベンチ] を選択します。画面の指示に従って、ターミナルにログインします。
PostgreSQL 15 をインストールします。YUM リポジトリを設定し、サーバーパッケージをインストールします。
# 公式の PostgreSQL YUM リポジトリを追加します。 sudo rpm -Uvh http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/postgresql/repos/yum/reporpms/EL-7-x86_64/pgdg-redhat-repo-latest.noarch.rpm # リポジトリの URL を Alibaba Cloud ミラーに置き換えて、ダウンロードを高速化します。 sudo sed -i "s@https://download.postgresql.org/pub@http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/postgresql@g" /etc/yum.repos.d/pgdg-redhat-all.repo sudo sed -i "s@\$releasever@7@g" /etc/yum.repos.d/pgdg-redhat-all.repo # PostgreSQL 15 サーバーをインストールします。 sudo yum install -y postgresql15-serverデータベースを初期化します。これにより、データディレクトリ
/var/lib/pgsql/15/data/が作成され、デフォルトの設定ファイルが生成されます。sudo /usr/pgsql-15/bin/postgresql-15-setup initdb/var/lib/pgsql/15/data/postgresql.confファイルを編集して、リッスンアドレス、WAL レベル、およびその他のパラメーターを設定します。# すべてのネットワークインターフェースからの接続をリッスンします。 listen_addresses = '*' # WAL レベルを replica に設定します。 wal_level = replica # ストリーミングレプリケーション接続の最大数を設定します。この値はセカンダリノードの数以上である必要があります。 max_wal_senders = 3 # WAL アーカイブを有効にします。セカンダリノードが長時間オフラインになり、プライマリノードが古い WAL をクリーンアップした場合、セカンダリノードはアーカイブから自動的に回復できます。 archive_mode = on # アーカイブスキームを設定します。この例では、/mnt/server/archivedir/ にアーカイブします。 archive_command = 'test ! -f /mnt/server/archivedir/%f && cp %p /mnt/server/archivedir/%f'サービスを起動し、PostgreSQL ユーザーとレプリケーションスロットを作成します。
PostgreSQL サービスを起動し、起動時に自動起動するように設定します。
sudo systemctl enable postgresql-15.service sudo systemctl start postgresql-15.serviceREPLICATION権限を持つ PostgreSQL ユーザーを作成します。sudo -u postgres psql -c "CREATE ROLE replica_user WITH REPLICATION LOGIN PASSWORD '安全なパスワード';"物理レプリケーションスロットを作成します。レプリケーションスロットは、セカンダリが WAL ログを受信する前にプライマリノードがそれらを削除するのを防ぎます。これにより、切断されたセカンダリが再接続後に完全な再クローンを必要とせずに同期を再開できます。
sudo -u postgres psql -c "SELECT pg_create_physical_replication_slot('secondary_slot');"
セカンダリノードからの接続を許可するように
pg_hba.confファイルを設定します。/var/lib/pgsql/15/data/pg_hba.confファイルの末尾に認証ルールを追加して、セカンダリノードが PostgreSQL ユーザーとして接続できるようにします。# TYPE DATABASE USER ADDRESS METHOD host replication replica_user 192.168.1.20/32 scram-sha-256replica_user:PostgreSQL のユーザー名。192.168.1.20:セカンダリノードのプライベート IP アドレス。scram-sha-256:md5よりも安全なパスワード認証方式。
サービスを再起動して変更を適用します。
sudo systemctl restart postgresql-15.service
ステップ 3:PostgreSQL セカンダリノードの設定
Alibaba Cloud Linux 3/CentOS 8
PostgreSQL 18 をインストールします。YUM リポジトリを設定し、サーバーパッケージをインストールします。
# OS タイプを確認します。CentOS 8 の場合は、デフォルトの PostgreSQL モジュールを無効にします。 if [ -f /etc/os-release ]; then . /etc/os-release if [ "$ID" = "centos" ] && [ "${VERSION_ID%%.*}" = "8" ]; then sudo dnf --assumeyes module disable postgresql fi fi # 公式の PostgreSQL YUM リポジトリを追加します。 sudo rpm -Uvh http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/postgresql/repos/yum/reporpms/EL-8-x86_64/pgdg-redhat-repo-latest.noarch.rpm # リポジトリの URL を Alibaba Cloud ミラーに置き換えて、ダウンロードを高速化します。 sudo sed -i "s@https://download.postgresql.org/pub@http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/postgresql@g" /etc/yum.repos.d/pgdg-redhat-all.repo sudo sed -i "s@\$releasever@8@g" /etc/yum.repos.d/pgdg-redhat-all.repo # PostgreSQL 18 サーバーをインストールします。 sudo dnf install -y postgresql18-serverpostgresユーザーのホームディレクトリに.pgpassファイルを作成し、自動認証用のパスワードを保存します。postgresユーザーに切り替えます。sudo su - postgres.pgpassファイルを作成して設定します。echo "192.168.1.10:5432:replication:replica_user:安全なパスワード" > ~/.pgpass chmod 600 ~/.pgpasspostgresユーザーセッションを終了します。exit
pg_basebackupを使用して、プライマリノードからデータをクローンします。重要この操作はプライマリノードからすべてのデータをクローンし、ターゲットのデータディレクトリ
/var/lib/pgsql/18/data/を上書きします。このディレクトリが空であることを確認してください。# postgres ユーザーとしてベースバックアップを実行します。 sudo -u postgres pg_basebackup -h 192.168.1.10 -D /var/lib/pgsql/18/data/ -U replica_user -P -v --wal-method=stream-h:プライマリノードの IP アドレス。-D:セカンダリノードのデータディレクトリ。-U:PostgreSQL のユーザー名。
standby.signalファイルを作成してスタンバイモードを有効にします。この空のファイルは、PostgreSQL にプライマリとしてではなくスタンバイモードで起動するように指示します。sudo -u postgres touch /var/lib/pgsql/18/data/standby.signalプライマリに接続するようにセカンダリを設定します。
/var/lib/pgsql/18/data/postgresql.confファイルを編集し、次の設定を追加します:primary_conninfoにパスワードを含める必要はありません。PostgreSQL は.pgpassファイルからパスワードを自動的に使用します。# ストリーミングレプリケーション用のプライマリノード接続情報。 # application_name は、この接続を識別するための名前です。 primary_conninfo = 'host=192.168.1.10 port=5432 user=replica_user application_name=secondary_node1' # レプリケーションスロット名を指定します。プライマリノードで作成されたスロットの名前と一致する必要があります。 primary_slot_name = 'secondary_slot' # ホットスタンバイモードを有効にして、同期中に読み取り専用クエリを許可します。 hot_standby = onセカンダリノードのサービスを起動します。
sudo systemctl enable postgresql-18.service sudo systemctl start postgresql-18.service
Ubuntu/Debian
PostgreSQL 18 をインストールします。PostgreSQL APT リポジトリを設定し、パッケージをインストールします。
# 公式の PostgreSQL APT リポジトリを追加し、Alibaba Cloud ミラーを使用します。 sudo sh -c 'echo "deb [signed-by=/etc/apt/trusted.gpg.d/postgresql.gpg] http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/postgresql/repos/apt/ $(lsb_release -sc)-pgdg main" > /etc/apt/sources.list.d/pgdg.list' # リポジトリ署名キーをインポートします。 wget -qO - http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/postgresql/repos/apt/ACCC4CF8.asc | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/trusted.gpg.d/postgresql.gpg # パッケージリストを更新してインストールします。 sudo apt-get update sudo apt-get install -y postgresql-18postgresユーザーのホームディレクトリに.pgpassファイルを作成し、自動認証用のパスワードを保存します。postgresユーザーに切り替えます。sudo su - postgres.pgpassファイルを作成して設定します。echo "192.168.1.10:5432:replication:replica_user:安全なパスワード" > ~/.pgpass chmod 600 ~/.pgpasspostgresユーザーセッションを終了します。exit
pg_basebackupを使用して、プライマリノードからデータをクローンします。重要この操作はプライマリノードからすべてのデータをクローンし、ターゲットのデータディレクトリ
/var/lib/postgresql/18/main/を上書きします。このディレクトリが空であることを確認してください。# postgres ユーザーとしてベースバックアップを実行します。 sudo -u postgres pg_basebackup -h 192.168.1.10 -D /var/lib/postgresql/18/main/ -U replica_user -P -v --wal-method=stream-h:プライマリノードの IP アドレス。-D:セカンダリノードのデータディレクトリ。-U:PostgreSQL のユーザー名。
standby.signalファイルを作成してスタンバイモードを有効にします。この空のファイルは、PostgreSQL にプライマリとしてではなくスタンバイモードで起動するように指示します。sudo -u postgres touch /var/lib/postgresql/18/main/standby.signalプライマリに接続するようにセカンダリを設定します。
/etc/postgresql/18/main/postgresql.confファイルを編集し、次の設定を追加します:primary_conninfoにパスワードを含める必要はありません。PostgreSQL は.pgpassファイルからパスワードを自動的に使用します。# ストリーミングレプリケーション用のプライマリノード接続情報。 # application_name は、この接続を識別するための名前です。 primary_conninfo = 'host=192.168.1.10 port=5432 user=replica_user application_name=secondary_node1' # レプリケーションスロット名を指定します。プライマリノードで作成されたスロットの名前と一致する必要があります。 primary_slot_name = 'secondary_slot' # ホットスタンバイモードを有効にして、同期中に読み取り専用クエリを許可します。 hot_standby = onセカンダリノードのサービスを起動します。
sudo systemctl enable postgresql.service sudo systemctl start postgresql.service
Alibaba Cloud Linux 2/CentOS 7
PostgreSQL 15 をインストールします。YUM リポジトリを設定し、サーバーパッケージをインストールします。
# 公式の PostgreSQL YUM リポジトリを追加します。 sudo rpm -Uvh http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/postgresql/repos/yum/reporpms/EL-7-x86_64/pgdg-redhat-repo-latest.noarch.rpm # リポジトリの URL を Alibaba Cloud ミラーに置き換えて、ダウンロードを高速化します。 sudo sed -i "s@https://download.postgresql.org/pub@http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/postgresql@g" /etc/yum.repos.d/pgdg-redhat-all.repo sudo sed -i "s@\$releasever@7@g" /etc/yum.repos.d/pgdg-redhat-all.repo # PostgreSQL 15 サーバーをインストールします。 sudo yum install -y postgresql15-serverpostgresユーザーのホームディレクトリに.pgpassファイルを作成し、自動認証用のパスワードを保存します。postgresユーザーに切り替えます。sudo su - postgres.pgpassファイルを作成して設定します。echo "192.168.1.10:5432:replication:replica_user:安全なパスワード" > ~/.pgpass chmod 600 ~/.pgpasspostgresユーザーセッションを終了します。exit
pg_basebackupを使用して、プライマリノードからデータをクローンします。重要この操作はプライマリノードからすべてのデータをクローンし、ターゲットのデータディレクトリ
/var/lib/pgsql/15/data/を上書きします。このディレクトリが空であることを確認してください。# postgres ユーザーとしてベースバックアップを実行します。 sudo -u postgres pg_basebackup -h 192.168.1.10 -D /var/lib/pgsql/15/data/ -U replica_user -P -v --wal-method=stream-h:プライマリノードの IP アドレス。-D:セカンダリノードのデータディレクトリ。-U:PostgreSQL のユーザー名。
standby.signalファイルを作成してスタンバイモードを有効にします。この空のファイルは、PostgreSQL にプライマリとしてではなくスタンバイモードで起動するように指示します。sudo -u postgres touch /var/lib/pgsql/15/data/standby.signalプライマリに接続するようにセカンダリを設定します。
/var/lib/pgsql/15/data/postgresql.confファイルを編集し、次の設定を追加します:primary_conninfoにパスワードを含める必要はありません。PostgreSQL は.pgpassファイルからパスワードを自動的に使用します。# ストリーミングレプリケーション用のプライマリノード接続情報。 # application_name は、この接続を識別するための名前です。 primary_conninfo = 'host=192.168.1.10 port=5432 user=replica_user application_name=secondary_node1' # レプリケーションスロット名を指定します。プライマリノードで作成されたスロットの名前と一致する必要があります。 primary_slot_name = 'secondary_slot' # ホットスタンバイモードを有効にして、同期中に読み取り専用クエリを許可します。 hot_standby = onセカンダリノードのサービスを起動します。
sudo systemctl enable postgresql-15.service sudo systemctl start postgresql-15.service
ステップ 4:レプリケーションステータスの確認
レプリケーション関連のプロセスを確認します。
walsender(プライマリノード上) およびwalreceiver(セカンダリノード上) プロセスがデータ同期を処理します。これらのプロセスが実行中であることは、アクティブなレプリケーション接続を示します。プライマリノードで、
walsenderプロセスを確認します:ps aux | grep "walsender.*streaming"期待される出力は次のようになります:
postgres: walsender replica_user 192.168.1.20(xxxxx) streaming。セカンダリノードで、
walreceiverプロセスを確認します:ps aux | grep "walreceiver.*streaming"期待される出力は次のようになります:
postgres: walreceiver streaming。
データ同期テストを実行します。
プライマリノードにデータを書き込み、セカンダリノードでその存在を確認することで、レプリケーションをテストします。
プライマリノードで、テストテーブルを作成し、データを挿入します。
sudo -u postgres psql -c "CREATE TABLE replication_test (id serial primary key, test_data text, created_at timestamptz default now());" sudo -u postgres psql -c "INSERT INTO replication_test (test_data) VALUES ('hello replication');"セカンダリノードで、テーブルをクエリしてデータが同期されたことを確認します。
# プライマリ/セカンダリ間の同期には通常、多少の遅延があります。クエリを実行する前に数秒待ってください。 sudo -u postgres psql -c "SELECT * FROM replication_test;"クエリが挿入されたデータを返した場合、レプリケーションは正しく設定されています。