CentOS PostgreSQL高可用性解決方案

在CentOS環境下，實現PostgreSQL高可用性需結合數據復制、故障轉移和負載均衡等技術。以下是幾種主流方案及詳細實現步驟：

一、基礎方案：流復制（Streaming Replication）

流復制是PostgreSQL原生支持的高可用機制，通過WAL（Write-Ahead Log）日志實現主從數據同步，適用于需要讀寫分離或基礎故障轉移的場景。

1. 主節點配置

• 安裝PostgreSQL：sudo yum install -y postgresql-server postgresql-contrib
• 初始化數據庫：sudo postgresql-setup initdb
• 修改postgresql.conf：設置listen_addresses = '*'（監聽所有IP）、wal_level = replica（開啟復制日志）、max_wal_senders = 10（允許10個WAL發送進程）、wal_keep_segments = 64（保留64個WAL文件）。
• 修改pg_hba.conf：添加復制權限host replication replicator 0.0.0.0/0 md5（允許所有IP的復制用戶連接，密碼認證）。
• 創建復制用戶：CREATE USER replicator REPLICATION LOGIN ENCRYPTED PASSWORD 'your_password';
• 重啟服務：sudo systemctl restart postgresql

2. 從節點配置

• 備份主節點數據：pg_basebackup -h master_ip -U replicator -D /var/lib/pgsql/data --wal-method=stream --no-password（實時拉取主節點數據）。
• 修改postgresql.conf：與主節點一致（listen_addresses = '*'、hot_standby = on）。
• 創建recovery.conf：standby_mode = 'on'（聲明為備庫）、primary_conninfo = 'host=master_ip dbname=postgres user=replicator password=your_password'（連接主庫的信息）。
• 啟動服務：sudo systemctl start postgresql

3. 驗證復制狀態

在主節點執行SELECT * FROM pg_stat_replication;，若返回備庫連接信息，則說明復制成功。

二、進階方案：repmgr + 流復制

repmgr是PostgreSQL生態中的復制管理工具，可自動化監控、故障轉移和節點管理，彌補原生流復制的不足。

1. 安裝repmgr

sudo yum install -y repmgr

2. 配置主從節點

• 主節點：編輯/etc/repmgr.conf，設置node_id = 1、node_name = master、conninfo = 'host=master_ip dbname=postgres user=repmgr password=repmgr_pass'。
• 從節點：編輯/etc/repmgr.conf，設置node_id = 2、node_name = standby、conninfo = 'host=standby_ip dbname=postgres user=repmgr password=repmgr_pass'、primary_conninfo = 'host=master_ip dbname=postgres user=replicator password=your_password'。

3. 初始化集群

• 主節點：repmgr -f /etc/repmgr.conf init（初始化主節點）。
• 從節點：repmgr -f /etc/repmgr.conf standby clone master_ip（克隆主節點數據）、repmgr -f /etc/repmgr.conf standby register（注冊備庫到集群）。

4. 故障轉移

若主節點故障，執行repmgr -f /etc/repmgr.conf failover，repmgr會自動提升備庫為新主庫，并更新集群狀態。

三、企業級方案：Patroni + etcd + Keepalived

Patroni是基于Raft算法的高可用管理工具，結合etcd（分布式鍵值存儲）實現集群狀態同步，Keepalived提供虛擬IP（VIP），確?？蛻舳耸冀K訪問可用節點。

1. 環境準備

• 至少3臺CentOS服務器（1主2從）。
• 安裝etcd集群（用于Patroni狀態同步）。

2. 安裝Patroni

sudo yum install -y python3-pip && sudo pip3 install patroni

3. 配置Patroni

• 主節點（/etc/patroni.yml）：

  scope: postgres_cluster
  name: node1
  namespace: /db
  restapi:
    listen: 0.0.0.0:8008
    connect_address: 192.168.1.101
  etcd:
    host: 192.168.1.103:2379  # etcd服務器IP
  bootstrap:
    dcs:
      ttl: 30
      retry_timeout: 10
      postgresql:
        use_pg_rewind: true
        parameters:
          wal_level: replica
          hot_standby: on
          max_wal_senders: 4
    initdb:
      - encoding: UTF8
      - locale: en_US.UTF-8
    pg_hba:
      - host replication replicator 192.168.1.0/24 md5
      - host all all 192.168.1.0/24 md5
  postgresql:
    listen: 0.0.0.0:5432
    connect_address: 192.168.1.101
    data_dir: /var/lib/pgsql/data
    authentication:
      replication:
        username: replicator
        password: replicator_pass
      superuser:
        username: postgres
        password: postgres_pass
  

• 從節點：修改name、connect_address和data_dir，其他配置與主節點一致。

4. 安裝Keepalived（提供VIP）

• 主節點（/etc/keepalived/keepalived.conf）：

  vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
      auth_type PASS
      auth_pass 1234
    }
    virtual_ipaddress {
      192.168.1.100  # 虛擬IP，客戶端通過此IP訪問PostgreSQL
    }
  }
  

• 從節點：將state改為BACKUP，priority改為90（低于主節點）。

5. 啟動服務

• 所有節點：sudo systemctl start patroni && sudo systemctl enable patroni
• 所有節點：sudo systemctl start keepalived && sudo systemctl enable keepalived

6. 驗證高可用性

• 訪問虛擬IP192.168.1.100，確認能連接到PostgreSQL。
• 手動停止主節點的PostgreSQL服務，觀察Keepalived是否將VIP切換到備用節點，Patroni是否自動提升備庫為主庫。

四、注意事項

• 監控與告警：使用Prometheus+Granafa監控集群狀態（如節點存活、復制延遲），設置郵件/短信告警。
• 備份策略：定期使用pg_dump或barman備份數據，測試恢復流程。
• 安全性：配置防火墻（僅允許必要端口，如5432、2379、8008），禁用默認用戶（如postgres），啟用SSL加密連接。