Ubuntu PostgreSQL集群搭建实践（以物理流复制+repmgr为例）

PostgreSQL集群通过主从复制实现高可用和读写分离，repmgr作为集群管理工具可自动化故障转移。以下是在Ubuntu系统上搭建PostgreSQL物理流复制集群的详细步骤：

一、环境准备

1. 基础环境

• 操作系统：Ubuntu 22.04/24.04 LTS（需开启SSH服务）
• 节点规划（以3节点为例）：

  节点角色	主机名/IP	说明
  主库	pg-master	负责写操作，初始集群
  从库1	pg-standby1	同步主库数据
  从库2	pg-standby2	同步主库数据

• 网络要求：所有节点间网络互通，关闭防火墙或开放PostgreSQL端口（默认5432）。

2. 安装PostgreSQL

在所有节点执行以下命令，安装最新稳定版PostgreSQL及contrib工具（包含实用脚本）：

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

安装完成后，默认会创建postgres系统用户和/var/lib/postgresql/< version> /main数据目录。

二、配置主库（pg-master）

1. 修改PostgreSQL核心配置

编辑主库配置文件（路径：/etc/postgresql/< version> /main/postgresql.conf），调整以下参数：

# 允许远程连接
listen_addresses = '*'
# 设置WAL日志级别（物理复制必需）
wal_level = replica
# 允许的最大WAL发送进程数（从库数量+1）
max_wal_senders = 10
# 保留WAL日志文件的最小大小（避免从库滞后时日志被删除）
wal_keep_size = 1GB
# 开启热备模式（从库可执行查询）
hot_standby = on

2. 配置客户端认证

编辑pg_hba.conf（路径：/etc/postgresql/< version> /main/pg_hba.conf），添加复制用户和普通用户的访问规则：

# 允许从库通过复制连接（IP替换为从库实际IP）
host    replication     replicator    pg-standby1/32    md5
host    replication     replicator    pg-standby2/32    md5
# 允许所有客户端连接（生产环境建议限制IP段）
host    all             all           0.0.0.0/0         scram-sha-256

3. 重启PostgreSQL服务

sudo systemctl restart postgresql

4. 创建复制用户

切换至postgres用户，执行SQL创建专用于复制的用户（密码强度需符合要求）：

sudo -u postgres psql
CREATE USER replicator WITH REPLICATION LOGIN PASSWORD 'YourStrongPassword123!';
    
\q

5. 创建repmgr所需数据库和用户

repmgr用于管理集群状态，需创建专用数据库和用户：

sudo -u postgres psql
CREATE DATABASE repmgr;
    
CREATE USER repmgr WITH SUPERUSER REPLICATION PASSWORD 'YourRepmgrPassword123!';
    
ALTER USER repmgr SET search_path TO repmgr, "$user", public;
    
\q

三、配置从库（pg-standby1/pg-standby2）

1. 停止PostgreSQL服务并清空数据目录

sudo systemctl stop postgresql
sudo rm -rf /var/lib/postgresql/<
    version>
    /main/*

2. 使用pg_basebackup拉取主库数据

通过pg_basebackup工具从主库同步数据（需替换主库IP、用户名和密码）：

pg_basebackup -h pg-master -D /var/lib/postgresql/<
    version>
    /main \
  -U replicator -P -R --wal-method=stream

• -R：自动创建standby.signal文件（标识从库）和postgresql.auto.conf（包含主库连接信息）。
• --wal-method=stream：实时流式传输WAL日志，避免数据丢失。

3. 验证从库配置

检查从库数据目录下的postgresql.auto.conf，应包含主库连接信息：

primary_conninfo = 'host=pg-master port=5432 user=replicator password=YourStrongPassword123!'

4. 启动从库服务

sudo systemctl start postgresql

5. 验证复制状态

切换至postgres用户，执行SQL查看从库状态：

sudo -u postgres psql
SELECT * FROM pg_stat_replication;
    

若返回结果包含主库的WAL发送进程信息，则说明复制成功。

四、部署repmgr集群管理

1. 在所有节点安装repmgr

sudo apt install -y repmgr

2. 配置主库的repmgr

编辑主库的repmgr配置文件（路径：/etc/repmgr/< version> /repmgr.conf）：

node_id=1
node_name='pg-master'
conninfo='host=pg-master user=repmgr dbname=repmgr'
data_directory='/var/lib/postgresql/<
    version>
    /main'
log_level=INFO

3. 初始化主库集群

在主库上执行以下命令，注册主库到repmgr集群：

sudo -u postgres repmgr -f /etc/repmgr/<
    version>
    /repmgr.conf primary register

4. 配置从库的repmgr

编辑从库的repmgr配置文件（以pg-standby1为例）：

node_id=2
node_name='pg-standby1'
conninfo='host=pg-standby1 user=repmgr dbname=repmgr'
data_directory='/var/lib/postgresql/<
    version>
    /main'
failover=automatic
promote_command='repmgr standby promote -f /etc/repmgr/<
    version>
    /repmgr.conf --log-to-file'
follow_command='repmgr standby follow -f /etc/repmgr/<
    version>
    /repmgr.conf --log-to-file --upstream-node-id=%n'

5. 注册从库到集群

在从库上执行以下命令，将自身注册到主库集群：

sudo -u postgres repmgr -f /etc/repmgr/<
    version>
    /repmgr.conf standby register

6. 启动repmgr守护进程

在所有节点上启动repmgr服务，用于监控集群状态：

sudo systemctl enable repmgrd
sudo systemctl start repmgrd

7. 验证集群状态

在主库上执行以下命令，查看集群节点信息：

sudo -u postgres repmgr -f /etc/repmgr/<
    version>
    /repmgr.conf cluster show

应返回类似以下结果，显示主库和从库的状态：

 ID | Name        | Role    | Status    | Upstream | Location | Priority | Timeline | Connection String               
----+-------------+---------+-----------+----------+----------+----------+----------+---------------------------------
 1  | pg-master   | primary | * running |          | default  | 100      | 1        | host=pg-master user=repmgr dbname=repmgr
 2  | pg-standby1 | standby |   running | 1        | default  | 100      | 1        | host=pg-standby1 user=repmgr dbname=repmgr

五、测试故障转移

1. 模拟主库故障

停止主库的PostgreSQL服务：

sudo systemctl stop postgresql

2. 触发故障转移

在从库上执行以下命令，手动触发故障转移（自动故障转移需配置repmgr的failover=automatic）：

sudo -u postgres repmgr -f /etc/repmgr/<
    version>
    /repmgr.conf standby promote

3. 验证新主库状态

在新主库（原从库）上执行以下命令，确认其角色已切换：

sudo -u postgres repmgr -f /etc/repmgr/<
    version>
    /repmgr.conf cluster show

应显示原从库已成为主库，其他从库会自动跟随。

4. 恢复原主库（可选）

若原主库恢复，可将其重新注册为从库：

sudo systemctl start postgresql
sudo -u postgres repmgr -f /etc/repmgr/<
    version>
    /repmgr.conf standby register

注意事项

1. 版本一致性：所有节点的PostgreSQL和repmgr版本需保持一致，避免兼容性问题。
2. 数据同步：定期备份集群数据，建议使用pg_basebackup或pgBackRest工具。
3. 监控告警：通过repmgr的log_level=DEBUG或第三方工具（如Prometheus+Granafa）监控集群状态。
4. 安全加固：禁用trust认证方式，使用scram-sha-256加密密码；限制客户端IP访问范围。

通过以上步骤，可在Ubuntu系统上搭建高可用的PostgreSQL物理流复制集群，结合repmgr实现自动化故障转移，保障业务连续性。

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