PostgreSQL 高可用クラスタ :elephant: :sparkling_heart:

生産準備完了の PostgreSQL 高可用クラスタ（Patroni に基づく）。Ansible で自動化。

postgresql_cluster は、生産環境での高可用 PostgreSQL クラスタの展開と管理を自動化します。このソリューションは、専用の物理サーバー、仮想マシン、およびオンプレミスとクラウドベースのインフラ内での使用に最適です。

このドキュメントのバージョンは、postgresql-cluster.org で検索可能で、より簡単にナビゲートできます。

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Postgres クラスタのサポートされるセットアップ

デプロイメントには3つのスキームがあります：

1. PostgreSQL 高可用性のみ

これはロードバランシングのないシンプルなスキームです。

高可用性の構成要素：

• Patroni は、Pythonを使用してカスタマイズされた高可用性ソリューションを作成するためのテンプレートで、最大のアクセシビリティを提供するために、ZooKeeper、etcd、Consul、Kubernetes などの分散構成ストアを使用します。PostgreSQLインスタンスの管理や自動フェイルオーバーに利用されます。

• etcd は、分散システムの最も重要なデータのための分散型の信頼性の高いキーバリューストアです。etcd は Go で書かれており、Raft コンセンサスアルゴリズムを使用して高可用性のレプリケートログを管理します。Patroni によって、クラスタの状態や PostgreSQL の構成パラメータに関する情報を保存するのに使用されます。分散コンセンサスとは？

• vip-manager （オプション、cluster_vip 変数が指定されている場合）は、すべてのクラスタノードで開始され、DCS に接続するサービスです。ローカルノードがリーダーキーを所有している場合、vip-manager は構成された VIP を起動します。フェイルオーバーが発生した場合、vip-manager は古いリーダーの VIP を削除し、新しいリーダーでそれを起動します。データベースアクセスのための単一のエントリーポイント（VIP）を提供するために使用されます。

• PgBouncer （オプション、pgbouncer_install 変数が true の場合）は、PostgreSQLのための接続プールライブラリです。

2. PostgreSQL 高可用性とロードバランシング

このスキームでは、読み取り操作のための負荷分散を可能にし、読み取り専用レプリカでクラスタを拡張できます。

AWS、GCP、Azure、DigitalOcean、Hetzner Cloudなどのクラウドプロバイダにデプロイする際には、デフォルトでクラウドロードバランサーが自動的に作成され、データベースへの単一のエントリーポイントを提供します（cloud_load_balancer 変数によって制御されます）。

ノンクラウド環境、つまり自分のマシンへのデプロイの場合、HAProxy 負荷分散器を使用できます。有効にするには、vars/main.ymlファイルの with_haproxy_load_balancing: true を設定します。

:heavy_exclamation_mark: 注意: アプリケーションは、カスタムポート5001への読み取りリクエストの送信と、ポート5000への書き込みリクエストの送信をサポートする必要があります。

• ポート 5000（読み取り/書き込み）マスター
• ポート 5001（読み取り専用）すべてのレプリカ

変数 "synchronous_mode" が 'true' の場合 (vars/main.yml):

• ポート 5002（読み取り専用）同期レプリカのみ
• ポート 5003（読み取り専用）非同期レプリカのみ

HAProxy 負荷分散の構成要素：

• HAProxy は、高可用性、負荷分散、および TCP および HTTP ベースのアプリケーションのプロキシを提供する、無料で非常に高速かつ信頼性の高いソリューションです。

• confd は、etcd または consul からのテンプレートとデータを使用して、ローカルアプリケーション構成ファイルを管理します。HAProxy の構成ファイル管理を自動化するために使用されます。

• Keepalived （オプション、cluster_vip 変数が指定されている場合）は、データベースアクセスのための仮想高可用 IP アドレス（VIP）と単一のエントリーポイントを提供します。Linux 用の VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）を実装します。私たちの構成では、keepalived は HAProxy サービスの状態を確認し、障害が発生した場合には VIP をクラスタ内の別のサーバーに委譲します。

3. PostgreSQL 高可用性と Consul サービスディスカバリ

このスキームを使用するには、vars/main.yml で dcs_type: consul を指定してください。

このスキームは、マスターのみのアクセスや、レプリカを横断する読み取りの負荷分散（DNSを使用）に適しています。Consul サービスディスカバリ を利用し、DNS解決 をデータベースへのクライアントアクセスポイントとして使用します。

クライアントアクセスポイント（例）：

• master.postgres-cluster.service.consul
• replica.postgres-cluster.service.consul

さらに、異なるデータセンターに分散したクラスタでも便利です。データベースサーバーがどのデータセンターにあるかを事前に指定し、同じデータセンターで動作するアプリケーションでそれを使用できます。

例: replica.postgres-cluster.service.dc1.consul, replica.postgres-cluster.service.dc2.consul

これは、サービス DNS 解決のために各アプリケーションサーバーにクライアントモードで consul をインストールする必要があります（またはローカルの consul クライアントをインストールする代わりに、リモート consul サーバーへの フォワード DNS を使用します）。

互換性

RedHat および Debian ベースのディストリビューション (x86_64)

サポートされている Linux ディストリビューション：

• Debian: 11, 12
• Ubuntu: 22.04, 24.04
• CentOS Stream: 9
• Oracle Linux: 8, 9
• Rocky Linux: 8, 9
• AlmaLinux: 8, 9

PostgreSQL バージョン:

すべてのサポートされている PostgreSQL バージョン

:white_check_mark: テスト済み、正常に動作する: PostgreSQL 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16

クラスタ展開のデイリー自動テスト結果の表：

ディストリビューション	テスト結果
Debian 11
Debian 12
Ubuntu 22.04
Ubuntu 24.04
CentOS Stream 9
Oracle Linux 8
Oracle Linux 9
Rocky Linux 8
Rocky Linux 9
AlmaLinux 8
AlmaLinux 9

Ansible バージョン

最小サポート Ansible バージョン: 8.0.0 (ansible-core 2.15.0)

要件

推奨事項

はじめに

PostgreSQL クラスタ コンソールを実行するには、以下のコマンドを実行します：

docker run -d --name pg-console \
  --publish 80:80 \
  --publish 8080:8080 \
  --env PG_CONSOLE_API_URL=http://localhost:8080/api/v1 \
  --env PG_CONSOLE_AUTHORIZATION_TOKEN=secret_token \
  --volume console_postgres:/var/lib/postgresql \
  --volume /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock \
  --volume /tmp/ansible:/tmp/ansible \
  --restart=unless-stopped \
  vitabaks/postgresql_cluster_console:2.0.0

注意: クラスタの状態を監視できるように、コンソールはデータベースサーバーと同じネットワークで実行することをお勧めします。この場合、PG_CONSOLE_API_URL 変数の localhost をサーバーの IP アドレスに置き換えてください。

コンソール UI を開く

http://localhost/ にアクセスし、認証にsecret_tokenを使用してください。

注意: コンソールを別のサーバーに設定した場合は、localhost をサーバーのアドレスに置き換えてください。PG_CONSOLE_AUTHORIZATION_TOKEN 変数で再定義した場合は、トークンの値を使用してください。

sudo apt update && sudo apt install -y python3-pip sshpass git
pip3 install ansible

git clone https://github.com/vitabaks/postgresql_cluster.git

cd postgresql_cluster/automation

nano inventory

nano vars/main.yml

ansible-galaxy install -r roles/consul/requirements.yml

ansible all -m ping

ansible-playbook deploy_pgcluster.yml

ansible-playbook deploy_pgcluster.yml -e "enable_timescale=true"

ansible-playbook remove_cluster.yml -e "remove_postgres=true remove_etcd=true"

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ライセンス

MITライセンスの下でライセンスされています。詳細については LICENSE ファイルを参照してください。

著者

Vitaliy Kukharik (PostgreSQL DBA)
vitabaks@gmail.com

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