Lesson 4 - PostgreSQL 16 Replication

PostgreSQL Replication (Sao Chép) là gì

PostgreSQL là một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ mã nguồn mở linh hoạt, nổi tiếng với hiệu suất và độ bền vững của nó. Thiết lập replication (sao chép) giữa máy chủ chính (master) và máy chủ phụ (slave) là bước quan trọng trong việc đảm bảo khả năng sẵn sàng cao và dự phòng dữ liệu trong môi trường PostgreSQL. Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn quy trình cài đặt PostgreSQL trên máy chủ phụ và cấu hình sao chép để nhân bản dữ liệu từ máy chủ chính.

Kiến trúc cài đặt

Chuẩn bị môi trường

Trước khi bắt đầu ta cần chuẩn bị 3 máy chủ

Cài đặt PostgreSQL 16

Cài đặt và bảo mật PostgreSQL 16 trên Ubuntu 22.04 trên 3 máy chủ pg-master và pg-slave-01, pg-slave-02.

Kiểm tra phiên bản PostgreSQL

psql --version

Cấu hình PostgreSQL 16 Replication

Bước 1: Cấu hình PostgreSQL Master

Đầu tiên, chúng ta sẽ cấu hình máy chủ chính để cho phép sao chép dữ liệu từ máy chủ chính sang máy chủ phụ. Để bắt đầu, hãy mở tệp cấu hình PostgreSQL trên máy chủ chính bằng trình soạn thảo văn bản yêu thích của bạn. Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ sử dụng trình soạn thảo nano.

sudo nano /etc/postgresql/16/main/postgresql.conf

Tìm và sửa các dòng sau:

listen_addresses = '*'
wal_level = replica
max_wal_senders = 10
max_replication_slots = 10

max_connections = 1000

• wal_level là mức độ của các bản ghi WAL (Write-Ahead Log) mà máy chủ chính sẽ tạo ra. Mức độ này cần được thiết lập thành replica để cho phép máy chủ chính gửi bản ghi WAL đến máy chủ phụ.

• max_replication_slots là số lượng khe sao chép tối đa mà máy chủ chính có thể tạo ra. Khe sao chép là một cơ chế để giữ các bản sao của bản ghi WAL cho máy chủ phụ. Mức độ này cần được thiết lập thành 10 để cho phép máy chủ chính tạo ra tối đa 10 khe sao chép.

• max_connections là số lượng kết nối client tối đa mà máy chủ chính có thể chấp nhận. Mức độ này cần được thiết lập thành 1000 để cho phép máy chủ chính chấp nhận tối đa 1000 kết nối client.

Sau khi sửa xong, lưu và thoát tệp cấu hình.

Tiếp theo, chúng ta sẽ cấu hình tệp pg_hba.conf để cho phép máy chủ phụ kết nối đến máy chủ chính và nhận dữ liệu sao chép. Mở tệp pg_hba.conf bằng trình soạn thảo văn bản yêu thích của bạn trên máy chủ chính.

sudo nano /etc/postgresql/16/main/pg_hba.conf

Thêm dòng sau vào cuối tệp:

host    replication    replicator              192.168.50.12/32         md5
host    replication    replicator              192.168.50.13/32         md5

Sau khi sửa xong, lưu và thoát tệp cấu hình.

Tiếp theo, chúng ta sẽ tạo một user có quyền sao chép dữ liệu từ máy chủ pg-master sang máy chủ pg-slave . Đầu tiên, hãy đăng nhập vào máy chủ chính và mở psql console.

sudo -u postgres psql
CREATE USER replicator WITH REPLICATION LOGIN ENCRYPTED PASSWORD '71e1b930e5d53ea4c8f02ccfd255d7cc';

71e1b930e5d53ea4c8f02ccfd255d7cc là mật khẩu mạnh mà bạn muốn sử dụng cho user replicator. ở đây mình đặt là 71e1b930e5d53ea4c8f02ccfd255d7cc, bạn vui lòng sử dụng m5 để tạo mật khẩu mạnh hơn.

Sau khi tạo xong, thoát khỏi psql console.

Khởi động lại PostgreSQL service

sudo systemctl restart postgresql

Bước 2: Cấu hình PostgreSQL Slave

Tiếp theo, chúng ta sẽ cấu hình máy chủ phụ để nhận dữ liệu từ máy chủ chính. Mở tệp cấu hình PostgreSQL trên máy chủ phụ bằng trình soạn thảo văn bản yêu thích của bạn.

sudo nano /etc/postgresql/16/main/postgresql.conf

Tìm và sửa các dòng sau:

listen_addresses = '*'
hot_standby = on

Sau khi sửa xong, lưu và thoát tệp cấu hình.

2.1 : Stop PostgreSQL service

sudo systemctl stop postgresql

2.2 : Xóa dữ liệu hiện tại của PostgreSQL

sudo rm -rf /var/lib/postgresql/16/main

2.2 : Sao lưu dữ liệu từ máy chủ chính sang máy chủ phụ

pg-slave-01 gõ lệnh sau:

export PGPASSWORD=71e1b930e5d53ea4c8f02ccfd255d7cc

pg_basebackup -h 192.168.56.11 -U replicator -R -X stream -C -S replica_1 -v -R -W -D/var/lib/postgresql/16/main -w

# Set permission
chown -R postgres:postgres /var/lib/postgresql/16/main

pg-slave-01 gõ lệnh sau:

export PGPASSWORD=71e1b930e5d53ea4c8f02ccfd255d7cc

pg_basebackup -h 192.168.56.11 -U replicator -R -X stream -C -S replica_2 -v -R -W -D/var/lib/postgresql/16/main -w

# Set permission
chown -R postgres:postgres /var/lib/postgresql/16/main

2.3 : Cấu hình file recovery.conf trên máy pg-slave-01 và pg-slave-02

sudo nano /var/lib/postgresql/16/main/recovery.conf

Thêm nội dung sau vào tệp recovery.conf:

standby_mode = 'on'
primary_conninfo = 'host=192.168.56.11 port=5432 user=replicator password=71e1b930e5d53ea4c8f02ccfd255d7cc'

Sau khi sửa xong, lưu và thoát tệp cấu hình.

71e1b930e5d53ea4c8f02ccfd255d7cc là mật khẩu mà bạn đã tạo ở bước 1. 192.168.56.11 là địa chỉ IP của máy pg-master.

2.4 : Start PostgreSQL service

sudo systemctl start postgresql

Kiểm tra PostgreSQL Replication

Bước 1: Kiểm tra trạng thái PostgreSQL Master

Đầu tiên, hãy đăng nhập vào máy chủ pg-master và mở psql console.

sudo -u postgres psql

Kiểm tra trạng thái của máy chủ pg-master:

SELECT client_addr, state
FROM pg_stat_replication;

Như vậy ta đã cấu hình thành công 2 máy pg-slave-01 và pg-slave-02 nhận dữ liệu từ máy pg-master.

Bước 2: Kiểm tra trạng thái PostgreSQL Slave

Đăng nhập vào máy chủ pg-slave và mở psql console.

sudo -u postgres psql

Kiểm tra trạng thái của máy chủ pg-slave:

SELECT status, receive_start_lsn, sender_host  FROM pg_stat_wal_receiver;

Kiểm tra thiết lập sao chép dữ liệu

Để kiểm tra xem sao chép dữ liệu có hoạt động hay không, hãy thêm một số dữ liệu vào máy chủ chính và kiểm tra xem dữ liệu có được sao chép sang máy chủ phụ không.

Bước 1: Thêm dữ liệu vào máy chủ pg-master

sudo -u postgres psql

CREATE DATABASE test;

\c test

CREATE TABLE users (id SERIAL PRIMARY KEY, name VARCHAR(100));

INSERT INTO users (name) VALUES ('DUY TRAN - AKITECT.IO');

Bước 2: Kiểm tra dữ liệu trên máy chủ pg-slave

sudo -u postgres psql

\c test

SELECT * FROM users;

Như vậy ta đã cấu hình thành công PostgreSQL 16 Replication giữ máy chủ pg-master và pg-slave-01, pg-slave-02.

Kết luận

Trong hướng dẫn này, chúng tôi đã hướng dẫn bạn cách cài đặt và cấu hình PostgreSQL 16 Replication giữa máy chủ chính và máy chủ phụ. Bằng cách cấu hình sao chép dữ liệu, bạn có thể nhân bản dữ liệu từ máy chủ chính sang máy chủ phụ, giúp phân phối dữ liệu, đảm bảo dữ liệu mới nhất và hỗ trợ thay thế máy chủ chính.