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Day 4: Streaming Replication（流复制） – 详细安装步骤

课程概述：

PostgreSQL 的 Streaming Replication（流复制）是主从复制的一种形式，允许一个主服务器（Master）将事务日志（WAL）流式传输到一个或多个从服务器（Standby）。从服务器通过这些日志实时更新数据，提供高可用性和读负载分担。

前提要求与准备工作

硬件与软件要求：

1. 服务器配置：

   • 主服务器 (Master) 和 从服务器 (Standby) 各 1 台。
   • 每台服务器至少 2 CPU 核心，4 GB 内存。
   • 每台服务器至少有 20 GB 磁盘空间。
   • 操作系统：建议使用 CentOS 7+ 或 Ubuntu 20.04+。

2. 网络配置：

   • 确保主服务器与从服务器在同一网络内，或通过 VPN 连接。
   • 每台服务器需分配静态 IP。
   • 配置 SSH 访问，并在两台服务器之间配置无密码登录。

3. PostgreSQL 版本：

   • PostgreSQL 13 或 14，确保主从服务器的 PostgreSQL 版本一致。

安装步骤

1. 安装 PostgreSQL 及依赖库

在 主服务器 和 从服务器 上都需要安装 PostgreSQL 和相关依赖。

CentOS 7+：

1. 安装 PostgreSQL 的 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：

   sudo yum install -y postgresql14 postgresql14-server

3. 初始化数据库：

   sudo /usr/pgsql-14/bin/postgresql-14-setup initdb

4. 启动并设置 PostgreSQL 开机自启动：

   sudo systemctl start postgresql-14
   sudo systemctl enable postgresql-14

Ubuntu 20.04+：

1. 安装 PostgreSQL：

   sudo apt update
   sudo apt install -y postgresql postgresql-contrib

2. 初始化数据库（大多数情况下会自动初始化）：

   sudo systemctl start postgresql
   sudo systemctl enable postgresql

2. 主服务器（Master）配置

1. 修改 postgresql.conf 配置文件：

   • 路径：/var/lib/pgsql/14/data/postgresql.conf (CentOS) 或 /etc/postgresql/14/main/postgresql.conf (Ubuntu)。
   • 修改以下参数：

     listen_addresses = '*'
     wal_level = replica
     max_wal_senders = 3
     wal_keep_segments = 64
     archive_mode = on
     archive_command = 'cp %p /var/lib/pgsql/14/archive/%f'

2. 修改 pg_hba.conf 文件，允许从服务器连接：

   • 路径：/var/lib/pgsql/14/data/pg_hba.conf 或 /etc/postgresql/14/main/pg_hba.conf。
   • 添加如下行，允许从服务器的 IP 访问：

     host replication all 192.168.1.2/32 md5

3. 重启 PostgreSQL 服务 使配置生效：

   sudo systemctl restart postgresql-14

4. 创建复制用户：

   • 登录 PostgreSQL：

     sudo -u postgres psql

   • 创建用户并赋予复制权限：

     CREATE ROLE replicator WITH REPLICATION LOGIN PASSWORD 'replicator_password';

5. 配置 WAL 归档目录：

   • 创建 WAL 归档目录：

     sudo mkdir -p /var/lib/pgsql/14/archive
     sudo chown postgres:postgres /var/lib/pgsql/14/archive

3. 从服务器（Standby）配置

1. 停止 PostgreSQL 服务：

   sudo systemctl stop postgresql-14

2. 清除现有的数据库数据目录：

   sudo rm -rf /var/lib/pgsql/14/data/*

3. 从主服务器同步数据：
   使用 pg_basebackup 从主服务器复制数据：

   sudo -u postgres pg_basebackup -h 192.168.1.1 -D /var/lib/pgsql/14/data/ -P -U replicator --wal-method=stream

   • 参数说明：
     • -h: 主服务器的 IP 地址。
     • -D: 数据存放目录。
     • -U: 复制用户。

4. 配置从服务器的 recovery.conf 文件：
   在数据目录下创建 standby.signal 文件，以指示这是一个从服务器，并编辑 postgresql.auto.conf 文件：

   touch /var/lib/pgsql/14/data/standby.signal

   编辑 postgresql.auto.conf 文件：

   echo "primary_conninfo = 'host=192.168.1.1 port=5432 user=replicator password=replicator_password'" >> /var/lib/pgsql/14/data/postgresql.auto.conf

5. 启动从服务器：

   sudo systemctl start postgresql-14

6. 验证复制状态：
   在主服务器上，运行以下 SQL 查看复制状态：

   SELECT * FROM pg_stat_replication;

   应该看到从服务器的 IP 地址及其复制进度。

4. 高可用与故障转移配置（可选）

1. 自动故障转移工具：
   可以使用第三方工具（如 repmgr 或 Patroni）实现自动故障转移。

2. 手动故障转移：
   在主服务器发生故障时，可以将从服务器提升为主服务器，步骤如下：

   • 停止从服务器：

     sudo systemctl stop postgresql-14

   • 删除 standby.signal 文件：

     sudo rm /var/lib/pgsql/14/data/standby.signal

   • 启动 PostgreSQL 服务：

     sudo systemctl start postgresql-14

   • 现在该服务器已经变为主服务器。

总结

通过以上步骤，您可以成功设置 PostgreSQL 的 Streaming Replication（流复制）。这种配置可以为数据库提供实时的高可用性，并且可以分担读负载，适用于各种需要高可靠性的生产环境。