PostgreSQL 是一種流行的開源關系型資料庫管理系統。它提供了标準的SQL語言接口用于操作資料庫。
repmgr 是一個用于 PostgreSQL 資料庫複制管理的開源工具。它提供了自動化的複制管理，包括：
- 故障檢測和自動故障切換：repmgr 可以檢測到主伺服器故障并自動切換到備用伺服器。
- 自動故障恢複：repmgr 可以檢測到從伺服器故障并自動将其重新加入到複制拓撲中。
- 多個備用伺服器：repmgr 支援多個備用伺服器，可以在主伺服器故障時自動切換到最合适的備用伺服器。
- 靈活的複制拓撲：repmgr 支援各種複制拓撲，包括單主伺服器和多主伺服器。
- 管理和監控：repmgr 提供了用于管理和監控PostgreSQL複制的各種工具和指令。
可以說 repmgr 是一個擴充子產品，簡化了 PostgreSQL 複制的管理和維護，提高系統的可靠性和可用性。它是一個非常有用的工具，特别是對于需要高可用性的生産環境。同時 repmgr 也是由 Postgresql 社群開發以及維護的。
Pgpool 是一個高性能的連接配接池和負載均衡器，用于 PostgreSQL 資料庫。Pgpool 可以作為中間層，位于用戶端和 PostgreSQL 伺服器之間，來管理連接配接請求并配置設定給不同的 PostgreSQL 伺服器進行處理，以提高整體的系統性能和可用性。Pgpool 的一些主要功能包括：
- 連接配接池：Pgpool在應用程式和資料庫之間建立一個連接配接池，使得多個應用程式可以共享一組資料庫連接配接，避免了重複的連接配接和斷開。
- 負載均衡：Pgpool可以将用戶端請求均衡地配置設定到多個PostgreSQL伺服器上，以實作負載均衡和更好的性能。
- 高可用性：Pgpool可以檢測到PostgreSQL伺服器的故障，并自動将用戶端請求重新路由到其他可用伺服器，進而提高系統的可用性和穩定性。
- 并行查詢：Pgpool可以将大型查詢分成幾個子查詢，然後将這些子查詢并行發送到多個PostgreSQL伺服器上執行，以提高查詢性能。
本文将介紹在 Rainbond 上使用 Postgresql-repmgr + Pgpool 實作 Postgresql 高可用叢集的部署和管理。
架構
當使用 Postgresql HA 叢集時，應用隻需連接配接 pgpool 即可。
- 通過 pgpool 實作讀寫分離，寫入操作由 Master 執行，讀取操作由 Slave 執行。
- 由 repmgr 實作流複制，Master 資料自動複制到 Slave。
- 當 Master 遇故障下線時，由 repmgr 自定選擇 Slave 為 Master，并繼續執行寫入操作。
- 當某個節點遇故障下線時，由 pgpool 自動斷開故障節點的連接配接，并切換到可用的節點上。
部署 Rainbond
安裝 Rainbond，可通過一條指令快速安裝 Rainbond，或選擇 基于主機安裝 和 基于 Kubernetes 安裝 Rainbond。
curl -o install.sh https://get.rainbond.com && bash ./install.sh 通過 Rainbond 開源應用商店部署 PostgreSQL 叢集
Postgresql HA 叢集已釋出到 Rainbond 開源應用商店，可一鍵部署 Postgresql HA 叢集。
登陸 Rainbond 控制台，進入 平台管理 -> 應用市場 -> 開源應用商店 中搜尋 postgresql-ha 并安裝。
安裝完成後的拓撲圖如下。
配置 Pgpool 元件
- 擷取 PostgreSQL-repmgr 連接配接位址，進入 PostgreSQL-repmgr 元件的 Web 終端内。
env | grep REPMGR_PARTNER_NODES - 将上述的内容複制出并修改成以下格式，然後進入 Pgpool 元件内，修改PGPOOL_BACKEND_NODES 環境變量，并更新元件。
0:pg-grde8ebc-0.pg-grde8ebc.dev.svc.cluster.local:5432,1:pg-grde8ebc-1.pg-grde8ebc.dev.svc.cluster.local:5432,2:pg-grde8ebc-2.pg-grde8ebc.dev.svc.cluster.local:5432 - 驗證叢集，進入 Pgpool 元件的 Web 終端中。
# 連接配接 postgresql
PGPASSWORD=$PGPOOL_POSTGRES_PASSWORD psql -U $PGPOOL_POSTGRES_USERNAME -h localhost
# 查詢叢集節點
show pool_nodes; status 字段均為 UP 即可。
從零開始部署 PostgreSQL 叢集
從零開始在 Rainbond 上部署 Postgresql HA 叢集也是非常簡單的，大緻分為以下幾個步驟：
- 基于鏡像部署 PostgreSQL-repmgr 元件，并修改元件配置。
- 基于鏡像部署 pgpool 元件，并修改元件配置。
- 建立元件之間的依賴關系。
鏡像均采用 bitnami 制作的 postgresql-repmgr 和 pgpool，因 bitnami 制作的鏡像将很多配置檔案都抽離成了環境變量，配置比較友善。
部署 PostgreSQL-repmgr 元件
1. 建立元件
進入團隊内 -> 建立元件 -> 基于鏡像建立元件，應用、元件、英文名稱等自定義即可，鏡像填寫 bitnami/postgresql-repmgr:14.7.0。
2. 修改元件類型
進入元件内 -> 其他設定，将元件部署類型修改為 有狀态服務。
3. 添加環境變量
進入元件内 -> 環境變量，新增以下環境變量：
# 預設初始化的資料庫
POSTGRESQL_DATABASE=initialize
# 建立普通使用者和密碼
POSTGRESQL_USERNAME=admin
POSTGRESQL_PASSWORD=admin@123
# 管理者 postgres 密碼
POSTGRESQL_POSTGRES_PASSWORD=postgres@123
# repmgr 使用者密碼
REPMGR_PASSWORD=repmgrpass
# 初始化主節點的 HOST。Rainbond 控制台自動渲染 SERVICE_NAME 變量，擷取目前 Statefulset 的控制器名稱。
REPMGR_PRIMARY_HOST=${SERVICE_NAME}-0.${SERVICE_NAME}.${NAMESPACE}.svc.cluster.local
# 叢集中的所有節點，以逗号分隔
REPMGR_PARTNER_NODES=${SERVICE_NAME}-0.${SERVICE_NAME}.${NAMESPACE}.svc.cluster.local,${SERVICE_NAME}-1.${SERVICE_NAME}.${NAMESPACE}.svc.cluster.local,${SERVICE_NAME}-2.${SERVICE_NAME}.${NAMESPACE}.svc.cluster.local 進入元件内 -> 其他設定，添加 Kubernetes 屬性，選擇 env，添加以下内容：
# repmgr 節點名稱
- name: REPMGR_NODE_NAME
value: "$(POD_NAME)"
# repmgr 節點網絡名稱
- name: REPMGR_NODE_NETWORK_NAME
value: "$(POD_NAME).$(SERVICE_NAME).$(NAMESPACE).svc.cluster.local"
### "$(POD_NAME)" 用于定義 env 之間的互相依賴 4. 添加元件存儲
進入元件内 -> 存儲，添加新的存儲，存儲路徑為 /bitnami/postgresql，其他自定義即可。
5. 啟動元件
在元件視圖内建構元件等待建構完成并啟動。
6. 修改元件執行個體數量
進入元件内 -> 伸縮，将元件執行個體數量設定為 3，等待所有執行個體啟動即可。
部署 pgpool 元件
1. 建立元件
進入團隊内 -> 建立元件 -> 基于鏡像建立元件，應用、元件、英文名稱等自定義即可，鏡像填寫 bitnami/pgpool:4.4.2。
2. 添加環境變量
進入元件内 -> 環境變量，新增以下環境變量：
# pgpool admin 使用者與密碼
PGPOOL_ADMIN_USERNAME=admin
PGPOOL_ADMIN_PASSWORD=admin@123
# postgres 使用者與密碼
PGPOOL_POSTGRES_USERNAME=postgres
PGPOOL_POSTGRES_PASSWORD=postgres@123
# 用于執行流檢查的使用者和密碼
PGPOOL_SR_CHECK_USER=admin
PGPOOL_SR_CHECK_PASSWORD=admin@123
# postgresql 後端節點。節點清單擷取進入到 PostgreSQL-repmgr 元件的 Web 終端内，使用 env | grep REPMGR_PARTNER_NODES 指令擷取，然後修改為以下格式
PGPOOL_BACKEND_NODES=0:postgresql-ha-repmgr-0.postgresql-ha-repmgr.dev.svc.cluster.local:5432,1:postgresql-ha-repmgr-1.postgresql-ha-repmgr.dev.svc.cluster.local:5432,2:postgresql-ha-repmgr-2.postgresql-ha-repmgr.dev.svc.cluster.local:5432 3. 添加依賴
在應用視圖，将 pgpool 元件依賴至 PostgreSQL-repmgr 元件。
4. 啟動元件
在 pgpool 元件視圖内建構元件等待建構完成并啟動。
5. 驗證叢集
進入 Pgpool 元件的 Web 終端中，輸入以下指令驗證叢集：
# 連接配接 postgresql
PGPASSWORD=$PGPOOL_POSTGRES_PASSWORD psql -U $PGPOOL_POSTGRES_USERNAME -h localhost
# 查詢叢集節點
show pool_nodes; status 字段均為 UP 即可。
最後
外部連接配接
如想使用本地工具連接配接到 postgresql，可在 pgpool 元件的端口内打開對外服務端口，通過該端口連接配接到 postgresql，預設使用者密碼為 postgres/postgres@123。
驗證高可用叢集
為了保障高可用叢集，Kubernetes 叢集至少有 3 個節點，且底層存儲使用分布式存儲，如沒有分布式存儲，需将 Postgresql 存儲切換為本地存儲也可保障高可用叢集的資料。可通過以下方式進行高可用叢集驗證：
- • 通過 Pgpool 連接配接後，建立資料庫并寫入資料，再進入 PostgreSQL-repmgr 元件的 Web 終端内查詢每個執行個體是否都有資料。
- • 挂掉主節點，驗證是否主節點自動切換并可正常連接配接并寫入。