CentOS PostgreSQL高可用性解决方案

在CentOS环境下，实现PostgreSQL高可用性需结合数据复制、故障转移和负载均衡等技术。以下是几种主流方案及详细实现步骤：

一、基础方案：流复制（Streaming Replication）

流复制是PostgreSQL原生支持的高可用机制，通过WAL（Write-Ahead Log）日志实现主从数据同步，适用于需要读写分离或基础故障转移的场景。

1. 主节点配置

安装PostgreSQL：sudo yum install -y postgresql-server postgresql-contrib
初始化数据库：sudo postgresql-setup initdb
修改postgresql.conf：设置listen_addresses = '*'（监听所有IP）、wal_level = replica（开启复制日志）、max_wal_senders = 10（允许10个WAL发送进程）、wal_keep_segments = 64（保留64个WAL文件）。
修改pg_hba.conf：添加复制权限host replication replicator 0.0.0.0/0 md5（允许所有IP的复制用户连接，密码认证）。
创建复制用户：CREATE USER replicator REPLICATION LOGIN ENCRYPTED PASSWORD 'your_password';
重启服务：sudo systemctl restart postgresql

2. 从节点配置

备份主节点数据：pg_basebackup -h master_ip -U replicator -D /var/lib/pgsql/data --wal-method=stream --no-password（实时拉取主节点数据）。
修改postgresql.conf：与主节点一致（listen_addresses = '*'、hot_standby = on）。
创建recovery.conf：standby_mode = 'on'（声明为备库）、primary_conninfo = 'host=master_ip dbname=postgres user=replicator password=your_password'（连接主库的信息）。
启动服务：sudo systemctl start postgresql

3. 验证复制状态

在主节点执行SELECT * FROM pg_stat_replication;，若返回备库连接信息，则说明复制成功。

二、进阶方案：repmgr + 流复制

repmgr是PostgreSQL生态中的复制管理工具，可自动化监控、故障转移和节点管理，弥补原生流复制的不足。

1. 安装repmgr

sudo yum install -y repmgr

2. 配置主从节点

主节点：编辑/etc/repmgr.conf，设置node_id = 1、node_name = master、conninfo = 'host=master_ip dbname=postgres user=repmgr password=repmgr_pass'。
从节点：编辑/etc/repmgr.conf，设置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

主节点：repmgr -f /etc/repmgr.conf init（初始化主节点）。
从节点：repmgr -f /etc/repmgr.conf standby clone master_ip（克隆主节点数据）、repmgr -f /etc/repmgr.conf standby register（注册备库到集群）。

4. 故障转移

若主节点故障，执行repmgr -f /etc/repmgr.conf failover，repmgr会自动提升备库为新主库，并更新集群状态。

三、企业级方案：Patroni + etcd + Keepalived

Patroni是基于Raft算法的高可用管理工具，结合etcd（分布式键值存储）实现集群状态同步，Keepalived提供虚拟IP（VIP），确保客户端始终访问可用节点。

1. 环境准备

至少3台CentOS服务器（1主2从）。
安装etcd集群（用于Patroni状态同步）。

2. 安装Patroni

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

3. 配置Patroni

主节点（/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服务器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

从节点：修改name、connect_address和data_dir，其他配置与主节点一致。

4. 安装Keepalived（提供VIP）

主节点（/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  # 虚拟IP，客户端通过此IP访问PostgreSQL
  }
}

从节点：将state改为BACKUP，priority改为90（低于主节点）。

5. 启动服务

所有节点：sudo systemctl start patroni && sudo systemctl enable patroni
所有节点：sudo systemctl start keepalived && sudo systemctl enable keepalived

6. 验证高可用性

访问虚拟IP192.168.1.100，确认能连接到PostgreSQL。
手动停止主节点的PostgreSQL服务，观察Keepalived是否将VIP切换到备用节点，Patroni是否自动提升备库为主库。

四、注意事项

监控与告警：使用Prometheus+Granafa监控集群状态（如节点存活、复制延迟），设置邮件/短信告警。
备份策略：定期使用pg_dump或barman备份数据，测试恢复流程。
安全性：配置防火墙（仅允许必要端口，如5432、2379、8008），禁用默认用户（如postgres），启用SSL加密连接。

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