搭建PostgreSQL主从架构 - 云服务器 ECS

PostgreSQL是一个开源数据库，以其强大的功能、标准合规性、可靠性和扩展性受到广泛认可和采用。PostgreSQL遵循SQL标准，支持NoSQL数据类型（JSON/XML/hstore）递归查询、全文搜索、GIS地理信息处理等，能够应对各种复杂数据分析需求。广泛应用于互联网网站、企业级应用后端、数据仓库与分析平台、位置应用系统、复杂数据对象处理等应用场景。本文档介绍如何在CentOS 7.x操作系统的ECS实例上搭建PostgreSQL主从架构。

准备工作

本教程适用于熟悉云服务器ECS、Linux系统、PostgreSQL的阿里云用户。

搭建PostgreSQL主从复制架构，需要创建2台专有网络类型的ECS实例，一台ECS实例作为主节点，另一台ECS实例作为从节点。创建的ECS实例需要满足以下条件，更多参数说明，请参见自定义购买实例。

操作系统：PostgreSQL支持多种操作系统，本文以CentOS 7.x为例。
Alibaba Cloud Linux 3/2不支持本文使用的YUM源安装方式，建议您使用源码安装。更多其他操作系统安装方式，请参见PostgreSQL官网。
实例规格：PostgreSQL主从架构并没有严格的规格限制，具体的规格选择应基于详细的容量规划、性能测试和业务增长预测。
公网IP：建议您不为ECS实例分配公网IP，按需购买弹性公网IP绑定至ECS实例，后续您可以根据实际情况考虑升级配置或调优架构。详情请参见申请弹性公网IP。
安全组：已在安全组内添加入方向规则放行80、22、5432端口。具体操作，请参见添加安全组规则。

步骤一：配置PostgreSQL主节点

远程连接PostgreSQL主节点。
具体操作，请参见通过密码或密钥认证登录Linux实例。
安装PostgreSQL。
1. 运行以下命令，添加PostgreSQL官方YUM仓库。
```
sudo yum install -y https://download.postgresql.org/pub/repos/yum/reporpms/EL-7-x86_64/pgdg-redhat-repo-latest.noarch.rpm
```
2. 安装PostgreSQL 15。
```
sudo yum install -y postgresql15-server
```
  说明
  本教程以PostgreSQL 15版本为例。您可以根据业务需求选择合适的版本。
初始化PostgreSQL数据库。
```
sudo /usr/pgsql-15/bin/postgresql-15-setup initdb
```
回显如下所示时，说明PostgreSQL数据库已初始化完成。
依次运行以下命令，启动服务并设置服务开机自启动。
```
sudo systemctl enable postgresql-15
sudo systemctl start postgresql-15
```
在主节点上创建数据库账号replica（用于主从复制），并设置密码及登录权限和备份权限。
1. 运行以下命令，登录postgres用户。
```
sudo su - postgres
```
  回显结果出现-bash-4.2$时表示成功登录。
2. 输入以下命令，进入PostgreSQL交互终端。
```
psql
```
  回显结果出现postgres=#时表示成功进入交互终端。
3. 运行以下命令，为用户postgres设置密码，增强安全性。
```
ALTER USER postgres WITH PASSWORD 'YourPassWord';
```
4. 输入以下SQL语句创建数据库账号，并设置密码、登录权限和备份权限。
```
CREATE ROLE user login replication encrypted password 'YourPassWord';
```
  本示例中创建数据库账号replica，并将密码设置为replica。
```
CREATE ROLE replica login replication encrypted password 'replica';
```
5. 查询账号是否创建成功。
```
SELECT usename from pg_user;
```
  返回结果如下，表示已创建成功。
6. 查询权限是否创建成功。
```
SELECT rolname from pg_roles;
```
  返回结果如下，表示已创建成功。
7. 输入以下命令，按Enter键退出SQL终端。
```
\q
```
8. 输入以下命令，按Enter键退出PostgreSQL。
```
exit
```

设置replica用户白名单。

运行以下命令，打开pg_hba.conf文件。
```
sudo vim /var/lib/pgsql/15/data/pg_hba.conf
```

按i键进入编辑模式，在IPv4 local connections段添加下面两行内容。

host    all             all             <从节点的VPC IPv4网段>          md5     #允许VPC网段中md5密码认证连接
host    replication     replica         <从节点的VPC IPv4网段>          md5     #允许用户从replication数据库进行数据同步

按Esc键，输入:wq，按下Enter键，保存并退出pg_hba.conf文件。

配置postgresql.conf文件。

运行以下命令，打开postgresql.conf文件。
```
sudo vim /var/lib/pgsql/15/data/postgresql.conf
```

分别找到以下参数，并将参数修改为以下内容：

listen_addresses = '*'   #监听的IP地址
max_connections = 100    #最大连接数，从库的max_connections必须要大于主库的
wal_level = replica      #记录足够的信息以支持常见的备库用途，包括流复制和热备。
synchronous_commit = on  #开启同步复制
max_wal_senders = 32     #同步最大的进程数量
wal_sender_timeout = 60s #流复制主机发送数据的超时时间

按Esc键，输入:wq，按下Enter键，保存并退出postgresql.conf文件。

运行以下命令，重启PostgreSQL服务。
```
sudo systemctl restart postgresql-15
```

步骤二：配置PostgreSQL从节点

远程连接PostgreSQL从节点。
具体操作，请参见通过密码或密钥认证登录Linux实例。
安装PostgreSQL。
1. 运行以下命令，添加PostgreSQL官方YUM仓库。
```
sudo yum install -y https://download.postgresql.org/pub/repos/yum/reporpms/EL-7-x86_64/pgdg-redhat-repo-latest.noarch.rpm
```
2. 安装PostgreSQL 15。
```
sudo yum install -y postgresql15-server
```
  说明
  本教程以PostgreSQL 15版本为例。您可以根据业务需求选择合适的版本。
运行以下命令，使用pg_basebackup基础备份工具从主库创建从库的基础备份。
```
pg_basebackup -D /var/lib/pgsql/15/data -h <主节点公网IP> -p 5432 -U replica -X stream -P
```
出现Password时，输入主库的密码。出现如下所示时，表示已同步成功。

配置从库的postgresql.conf文件。

运行以下命令，打开postgresql.conf文件。
```
sudo vim /var/lib/pgsql/15/data/postgresql.conf
```

分别找到以下参数，并将参数修改为以下内容。

primary_conninfo = 'host=<主节点IP> port=5432 user=replica password=replica' #对应主库的连接信息
recovery_target_timeline = 'latest' #流复制同步到最新的数据
max_connections = 1000             # 最大连接数，从节点需设置比主节点大
hot_standby = on                   # 开启热备
max_standby_streaming_delay = 30s  # 数据流备份的最大延迟时间
wal_receiver_status_interval = 1s  # 从节点向主节点报告自身状态的最长间隔时间
hot_standby_feedback = on          # 如果有错误的数据复制向主进行反馈

按Esc键，输入:wq，按下Enter键，保存并退出postgresql.conf文件。

运行以下命令，修改数据目录的属组和属主。
```
sudo chown -R postgres.postgres /var/lib/pgsql/15/data
```
依次运行以下命令，启动服务并设置服务开机自启动。
```
sudo systemctl enable postgresql-15
sudo systemctl start postgresql-15
```

步骤三：检测验证

检测验证需要主从节点之间存在数据交互，例如，从节点备份目录时，进行检测能够得到预期的结果。

sudo pg_basebackup -D /var/lib/pgsql/15/data -h <主节点IP> -p 5432 -U replica -X stream -P

在主节点中运行以下命令，查看sender进程。

ps aux |grep sender

返回结果如下，表示可以成功查看到sender进程。

postgres  2916  0.0  0.3 340388  3220 ?        Ss   15:38   0:00 postgres: walsender  replica 192.168.**.**(49640) streaming 0/F01C1A8

在从节点中运行以下命令，查看receiver进程。
```
ps aux |grep receiver
```
返回结果类似如下，表示可以成功查看到receiver进程。
```
postgres 23284  0.0  0.3 387100  3444 ?        Ss   16:04   0:00 postgres: walreceiver   streaming 0/F01C1A8
```

在主节点中进入PostgreSQL交互终端，输入以下SQL语句，在主库中查看从库状态。

运行以下命令，登录postgres用户。
```
sudo su - postgres
```
回显结果出现-bash-4.2$时表示成功登录。
输入以下命令，进入PostgreSQL交互终端。
```
psql
```
回显结果出现postgres=#时表示成功进入交互终端。

运行以下命令，在主库中查看从库状态。

select * from pg_stat_replication;

返回结果类似如下，表示可成功查看到从库状态。

pid | usesysid | usename | application_name | client_addr | client_hostname | client_port | backend_start | backend_xmin | state | sent_location | write_locati
on | flush_location | replay_location | sync_priority | sync_state 
------+----------+---------+------------------+---------------+-----------------+------------- +-------------------------------+--------------+-----------+---------------+-------------
---+----------------+-----------------+---------------+------------
2916 | 16393 | replica | walreceiver | 192.168.**.** | | 49640 | 2017-05-02 15:38:06.188988+08 | 1836 | streaming | 0/F01C0C8 | 0/F01C0C8 
| 0/F01C0C8 | 0/F01C0C8 | 0 | async
(1 rows)

输入以下命令，并按Enter退出SQL终端。
```
\q
```
输入以下命令，并按Enter退出PostgreSQL。
```
exit
```