Daten zwischen AlloyDB und AlloyDB Omni replizieren

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Auf dieser Seite werden die Schritte zum Replizieren von Daten zwischen AlloyDB for PostgreSQL und AlloyDB Omni mit der Erweiterung pglogical beschrieben.

Eine Übersicht über pglogical in AlloyDB Omni sowie die Vorteile und Einschränkungen finden Sie unter Informationen zur Erweiterung „pglogical“.

Schlüsselkomponenten von pglogical

Die wichtigsten Komponenten der Erweiterung pglogical sind:

  • Knoten: Referenz für die Datenbank in einem PostgreSQL-Cluster. Die Erweiterung pglogical wird in einer beliebigen Anzahl von Datenbanken im Cluster installiert und funktioniert mit diesen. Jede Datenbank fungiert als separater „pglogical“-Knoten. Jeder Knoten kann entweder ein Anbieter (auch als Replikationsquelle bezeichnet) oder ein Abonnent (auch als Replikationsziel bezeichnet) oder beides gleichzeitig sein. Pro Datenbank ist nur ein Knoten zulässig.
  • Replikationssatz: In der Anbieterdatenbank als logische Gruppierung von Tabellen und Sequenzen definiert, die migriert werden sollen, sowie die SQL-Anweisungen wie INSERT, UPDATE, DELETE, TRUNCATE, die repliziert werden müssen. Sie können Tabellen mehreren Replikationssätzen zuweisen. Standardmäßig werden drei vorkonfigurierte Replikationssätze wie default, default_insert_only und ddl_sql bereitgestellt. Sie können beliebig viele zusätzliche Replikationssätze hinzufügen, um Ihre Anforderungen zu erfüllen.
  • Abo: Enthält Details zu den Änderungen, die von Anbieter datenbanken repliziert werden, und zu den Änderungen, die von Anbieterdatenbanken in die Abonnentendatenbank repliziert werden. Das Abo gibt die Anbieterdatenbank über eine Verbindungs-URL an und optional, welche Replikationssätze von diesem Anbieter kopiert werden sollen. Außerdem können Sie beim Erstellen des Abos angeben, ob eine apply delay verwendet werden soll.

In dieser Bereitstellung ist der AlloyDB for PostgreSQL-Dienst der Anbieter und die lokale AlloyDB Omni-Instanz der Abonnent. Beachten Sie, dass auch die umgekehrte Konfiguration möglich ist.

Unterstützte Authentifizierungsmethoden

Sie müssen die Netzwerk- und Sicherheitsaspekte zwischen den Replikationsknoten berücksichtigen, bevor Sie die Erweiterung pglogical in AlloyDB Omni implementieren. Die beiden wichtigsten Authentifizierungsmethoden die mit der Erweiterung pglogical verwendet werden, sind die Passwort- und die Trust-Authentifizierung methoden.

Die empfohlene Authentifizierungsmethode ist die Trust-Authentifizierung, da bei der Passwortauthentifizierung Passwörter im Klartextformat in Datenbanktabellen gespeichert werden, die zu pglogical gehören. Diese Passwörter sind für alle Nutzer mit Datenbankberechtigungen zum Abfragen dieser Tabellen, in nicht binären Sicherungen, und in den PostgreSQL-Logdateien im Klartext sichtbar.

Wenn Sie die Trust-Authentifizierung verwenden, müssen Sie bestimmte Einträge in der hostbasierten Authentifizierungsdatei pg_hba.conf vornehmen, um maximale Sicherheit zu gewährleisten. Sie können den Zugriff einschränken, indem Sie die Zieldatenbanken angeben und nur die Replikationsoption oder bestimmte Datenbanken, den Replikationsnutzer und nur von der spezifischen IP-Adresse des Abonnenten zulassen.

Hinweis

Sie können pglogical als Erweiterung in einer bestimmten Datenbank installieren.

Bevor Sie die Erweiterung pglogical in AlloyDB Omni implementieren, müssen die folgenden Systemanforderungen erfüllt sein:

  • Ein AlloyDB for PostgreSQL-Cluster und Lese-/Schreibzugriff auf die primäre Instanz als Cloud AlloyDB-Administrator. Eine Anleitung zum Bereitstellen eines AlloyDB for PostgreSQL-Clusters finden Sie unter Datenbank erstellen und eine Verbindung herstellen.
  • Ein AlloyDB Omni-Server, installiert und konfiguriert. Eine Anleitung zum Installieren von AlloyDB Omni finden Sie unter AlloyDB Omni installieren.
  • Die IP-Adressen für die primäre AlloyDB for PostgreSQL-Instanz und den AlloyDB Omni-Hostserver.
  • Ein eingerichtetes und sicheres Netzwerk zwischen AlloyDB for PostgreSQL und dem AlloyDB Omni-Hostserver. TCP-Konnektivität am PostgreSQL-Standardport 5432 ist erforderlich.

Parameter im AlloyDB for PostgreSQL-Anbieter anpassen

Die Erweiterung pglogical erfordert eine minimale Anzahl von Parameteranpassungen im AlloyDB for PostgreSQL-Anbietercluster. Sie müssen den wal_level Parameter auf logical setzen und pglogical an den shared_preload_libraries Parameter in der postgresql.conf Datei anhängen.

   cp postgresql.conf postgresql.bak
   sed -r -i "s|(\#)?wal_level\s*=.*|wal_level=logical|" postgresql.conf
   sed -r -i "s|(\#)?(shared_preload_libraries\s*=\s*)'(.*)'.*$|\2'\3,pglogical'|" postgresql.conf
   sed -r -i "s|',|'|" postgresql.conf

Im AlloyDB for PostgreSQL-Dienst können Sie Parameter anpassen, indem Sie die entsprechenden Cluster-Flags festlegen.

Sie müssen Parameter für die folgenden AlloyDB for PostgreSQL-Flags anpassen:

  • alloydb.enable_pglogical = on
  • alloydb.logical_decoding = on

Informationen zum Festlegen von Datenbank-Flags in AlloyDB for PostgreSQL finden Sie unter Datenbank-Flags einer Instanz konfigurieren.

Für die anderen erforderlichen Datenbankparameter des Anbieterknotens müssen Sie die AlloyDB for PostgreSQL-Standardwerte wie folgt festlegen:

  • max_worker_processes: einer pro Anbieterdatenbank und mindestens einer pro Abonnentenknoten. Der Standardwert für diesen Parameter ist mindestens 10.
  • max_replication_slots: einer pro Knoten auf Anbieterknoten.
  • max_wal_senders: einer pro Knoten auf Anbieterknoten.
  • track_commit_timestamp: auf on setzen, wenn eine Konfliktlösung erforderlich ist, bei der die letzte oder erste Aktualisierung gewinnt.
  • listen_addresses: muss die AlloyDB Omni-IP-Adresse enthalten oder über einen umfassenden CIDR-Block erwähnt werden.

Sie können diese Parameter mit einem beliebigen Abfragetool wie psql prüfen.

Parameter im AlloyDB Omni-Abonnentencluster anpassen

Die Erweiterung pglogical erfordert auch eine minimale Anzahl von Parameteranpassungen im AlloyDB Omni-Abonnenten. Sie müssen pglogical an den shared_preload_libraries Parameter in der DATA_DIR/postgresql.conf Datei anhängen. Wenn eine Datenbank im Cluster als Anbieterdatenbank fungiert, nehmen Sie die für Anbieterdatenbanken erforderlichen Parameteränderungen vor.

Ersetzen Sie DATA_DIR durch den Dateisystempfad zu Ihrem Datenverzeichnis, z. B. /home/$USER/alloydb-data.

  1. Passen Sie die Parameter an:

    sudo sed -r -i "s|(shared_preload_libraries\s*=\s*)'(.*)'.*$|\1'\2,pglogical'|" DATA_DIR/postgresql.conf

  2. Prüfen Sie, ob der Parameter richtig festgelegt ist:

    grep -iE 'shared_preload_libraries' DATA_DIR/postgresql.conf

  3. Starten Sie AlloyDB Omni neu, damit die Parameteränderung wirksam wird:

    Docker 

     docker container restart CONTAINER_NAME

    Ersetzen Sie CONTAINER_NAME durch den Namen, den Sie dem AlloyDB Omni-Container bei der Installation zugewiesen haben.

    Podman 

     podman container restart CONTAINER_NAME

    Ersetzen Sie CONTAINER_NAME durch den Namen, den Sie dem AlloyDB Omni-Container bei der Installation zugewiesen haben.

  4. Legen Sie die AlloyDB Omni-Standardwerte für andere Anbieterdatenbankparameter fest:

    • max_worker_processes: einer pro Anbieterdatenbank und einer pro Abonnentenknoten.
    • track_commit_timestamp: auf on setzen, wenn eine Konfliktlösung erforderlich ist, bei der die letzte oder erste Aktualisierung gewinnt.

  5. Prüfen Sie, ob alle Parameterwerte richtig festgelegt sind:

    Docker 

     docker exec CONTAINER_NAME psql -h localhost -U postgres -c "
 SELECT name, setting
   FROM pg_catalog.pg_settings
  WHERE name IN ('listen_addresses',
                 'wal_level',
                 'shared_preload_libraries',
                 'max_worker_processes',
                 'max_replication_slots',
                 'max_wal_senders',
                 'track_commit_timestamp')
      ORDER BY name;"

    Podman 

     podman exec CONTAINER_NAME psql -h localhost -U postgres -c "
 SELECT name, setting
   FROM pg_catalog.pg_settings
  WHERE name IN ('listen_addresses',
                 'wal_level',
                 'shared_preload_libraries',
                 'max_worker_processes',
                 'max_replication_slots',
                 'max_wal_senders',
                 'track_commit_timestamp')
      ORDER BY name;"

Hostbasierte Authentifizierungsanpassungen am AlloyDB Omni-Abonnentencluster

Die Erweiterung pglogical stellt lokale TCP-Verbindungen zur AlloyDB Omni-Abonnentendatenbank her. Daher müssen Sie die IP-Adresse des Hostservers des Abonnenten zu der Datei DATA_DIR/pg_hba.conf von AlloyDB Omni hinzufügen.

  1. Fügen Sie der Datei DATA_DIR/pg_hba.conf einen Eintrag für die Trust-Authentifizierung für den lokalen Server hinzu, der speziell für einen neuen pglogical_replication Nutzer gilt:

    echo -e "# pglogical entries:
host all pglogical_replication samehost trust
" | column -t | sudo tee -a DATA_DIR/pg_hba.conf

  2. Prüfen Sie, ob der Eintrag korrekt ist:

    tail -2 DATA_DIR/pg_hba.conf

  3. Starten Sie AlloyDB Omni neu, damit die Authentifizierungsänderung wirksam wird:

    Docker 

    docker container restart CONTAINER_NAME

    Podman 

    podman container restart CONTAINER_NAME

Nutzer pglogical in Anbieter- und Abonnentenclustern erstellen

Sie müssen sowohl im Anbieter- als auch im Abonnentencluster einen neuen Nutzer erstellen. pglogical erfordert, dass der Nutzer sowohl die Berechtigungen superuser als auch replication hat.

  1. Erstellen Sie im AlloyDB for PostgreSQL-Anbietercluster den Nutzer und gewähren Sie die Rolle alloydbsuperuser:

    CREATE USER pglogical_replication LOGIN PASSWORD 'secret';
ALTER USER pglogical_replication WITH replication;
GRANT alloydbsuperuser TO pglogical_replication;

  2. Erstellen Sie im AlloyDB Omni-Abonnentencluster den Nutzer und gewähren Sie die Attribute replication und superuser:

    CREATE USER pglogical_replication LOGIN PASSWORD 'secret';
ALTER USER pglogical_replication WITH replication;
ALTER USER pglogical_replication WITH superuser;

pglogical und Knoten der AlloyDB for PostgreSQL-Anbieterdatenbank hinzufügen

  1. Erforderliche Berechtigungen gewähren

    Sie müssen die Erweiterung pglogical in jeder Datenbank installieren und dem „pglogical“-Datenbanknutzer die Berechtigung usage gewähren. In AlloyDB for PostgreSQL müssen Sie Berechtigungen für das Schema pglogical gewähren.

    Wenn Ihre Datenbank beispielsweise my_test_db heißt, führen Sie den folgenden Befehl für die AlloyDB for PostgreSQL-Anbieterdatenbank aus:

       \c my_test_db;
 CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS pglogical;
 GRANT usage ON SCHEMA pglogical TO pglogical_replication;
-- For Google Cloud AlloyDB we also need to manually grant privileges:
 GRANT ALL PRIVILEGES ON ALL tables IN SCHEMA pglogical TO pglogical_replication;

  2. Erstellen Sie einen pglogical-Knoten für die Anbieterdatenbanken. Der node_name ist beliebig und die dsn-URL muss eine gültige TCP-Verbindung zurück zur selben Datenbank sein. Für AlloyDB for PostgreSQL ist der Hostteil der dsn die IP-Adresse, die für die primäre Instanz angegeben wurde.

    Für AlloyDB for PostgreSQL ist die Trust-Authentifizierung nicht zulässig und das Passwortargument muss in der dsn enthalten sein. Parameter.

    Führen Sie für die Datenbank my_test_db beispielsweise den folgenden Befehl aus:

    SELECT pglogical.create_node(node_name := 'provider', dsn := 'host=SERVER_IP_ADDRESS
port=5432 dbname=my_test_db user=pglogical_replication password=secret');

Tabelle erstellen und dem Standardreplikationssatz hinzufügen

Erstellen Sie eine Tabelle und fügen Sie sie dem Standardreplikationssatz in der AlloyDB for PostgreSQL-Anbieterdatenbank hinzu.

  1. Erstellen Sie in der Anbieterdatenbank eine Testtabelle mit dem Namen test_table_1:

    CREATE TABLE test_table_1 (col1 INT PRIMARY KEY);
INSERT INTO test_table_1 VALUES (1),(2),(3);

  2. Gewähren Sie SELECT für die einzelnen Tabellen oder führen Sie den Befehl GRANT SELECT ON ALL TABLES aus. Für alle Tabellen, die Teil eines Replikationssatzes sein sollen, muss dem Replikationsnutzer pglogical_replication die Berechtigung „Abfrage“ gewährt werden.

    GRANT SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA public TO pglogical_replication;

  3. Fügen Sie die Testtabelle manuell dem Standardreplikationssatz hinzu. Sie können entweder benutzerdefinierte „pglogical“-Replikationssätze erstellen oder die Standardreplikationssätze verwenden. Beim Erstellen der Erweiterung wurden mehrere Standardreplikationssätze wie default, default_insert_only, und ddl_sql erstellt. Sie können Tabellen und Sequenzen einzeln oder alle auf einmal für ein bestimmtes Schema zu den Replikationssätzen hinzufügen.

    -- Add the specified table to the default replication set:
SELECT pglogical.replication_set_add_table(set_name := 'default', relation := 'test_table_1', synchronize_data := TRUE);

-- Check which tables have been added to all replication sets:
SELECT * FROM pglogical.replication_set_table;

  4. Optional: Fügen Sie alle Tabellen in einem bestimmten Schema wie public hinzu:

    -- Add all "public" schema tables to the default replication set:
SELECT pglogical.replication_set_add_all_tables('default', ARRAY['public']);

-- Check which tables have been added to all replication sets:
SELECT * FROM pglogical.replication_set_table;

-- Add all "public" schema sequences to the default replication:
SELECT pglogical.replication_set_add_all_sequences('default', ARRAY['public']);

 -- Check which sequences have been added to all replication sets:
SELECT * FROM pglogical.replication_set_seq;

  5. Entfernen Sie die Tabelle aus dem Replikationssatz default. Wenn das Schema Tabellen ohne Primärschlüssel enthält, können Sie entweder die Replikation nur für INSERT-Vorgänge einrichten oder die Spalten festlegen, die die Zeile eindeutig identifizieren, indem Sie die Funktion REPLICA IDENTITY mit dem Befehl ALTER TABLE verwenden. Wenn Sie diese Tabellen automatisch mit der Funktion replication_set_add_all_tables dem Replikationssatz default hinzugefügt haben, müssen Sie sie manuell aus diesem Replikationssatz entfernen und dem Satz default_insert_only hinzufügen.

    -- Remove the table from the **default** replication set:
SELECT pglogical.replication_set_remove_table(set_name := 'default', relation := 'test_table_2');

    -- Manually add to the **default_insert_only** replication set:
SELECT pglogical.replication_set_add_table(set_name := 'default_insert_only', relation := 'test_table_2');

    Optional können Sie den pglogical_assign_repset Trigger hinzufügen, wie in der pglogical Quelle vorgeschlagen, wenn Sie die neu erstellten Tabellen automatisch dem Replikationssatz hinzufügen möchten.

Datenbank in den AlloyDB Omni-Abonnentencluster kopieren

  1. Erstellen Sie mit dem Dienstprogramm pg_dump eine Sicherung nur des Schemas der Quelldatenbank.

  2. Führen Sie den Befehl pg_dump von Ihrem AlloyDB Omni-Abonnentenserver mit der IP-Adresse der primären AlloyDB for PostgreSQL-Instanz aus.

    pg_dump -h SERVER_IP_ADDRESS -U postgres --create --schema-only my_test_db > my_test_db.schema-only.sql

  3. Importieren Sie die Sicherung in die Abonnentendatenbank auf dem AlloyDB Omni-Abonnentenserver:

    Docker 

    docker exec -i CONTAINER_NAME psql -h localhost -U postgres < my_test_db.schema-only.sql

    Podman 

    podman exec -i CONTAINER_NAME psql -h localhost -U postgres < my_test_db.schema-only.sql

Ignorieren Sie Fehler wie alloydbsuperuser not existing. Diese Rolle ist spezifisch für AlloyDB for PostgreSQL.

Dadurch werden die Datenbank und das Schema ohne Zeilendaten erstellt. Zeilendaten werden von der Erweiterung pglogical repliziert. Kopieren oder erstellen Sie alle anderen erforderlichen Nutzer oder Rollen manuell.

Knoten und Abo in der AlloyDB Omni-Abonnentendatenbank erstellen

  1. Erstellen Sie einen Knoten in der AlloyDB Omni-Abonnentendatenbank:

    Docker 

    docker exec CONTAINER_NAME psql -h localhost -U postgres -d my_test_db -c "
SELECT pglogical.create_node(node_name := 'subscriber', dsn := 'host=localhost port=5432 dbname=my_test_db user=pglogical_replication');"

    Podman 

    podman exec CONTAINER_NAME psql -h localhost -U postgres -d my_test_db -c "
SELECT pglogical.create_node(node_name := 'subscriber', dsn := 'host=localhost port=5432 dbname=my_test_db user=pglogical_replication');"

  2. Erstellen Sie ein Abo in der Abonnentendatenbank, das auf die primäre Instanz der AlloyDB for PostgreSQL-Anbieterdatenbank verweist.

    Docker 

    docker exec CONTAINER_NAME psql -h localhost -U postgres -d my_test_db -c "
SELECT pglogical.create_subscription(subscription_name := 'test_sub_1', provider_dsn := 'host=SERVER_IP_ADDRESS port=5432 dbname=my_test_db user=pglogical_replication password=secret');"

    Podman 

    podman exec CONTAINER_NAME psql -h localhost -U postgres -d my_test_db -c "
SELECT pglogical.create_subscription(subscription_name := 'test_sub_1', provider_dsn := 'host=SERVER_IP_ADDRESS port=5432 dbname=my_test_db user=pglogical_replication password=secret');"

  3. Je nach Tabellengröße und zu replizierenden Daten kann die Replikationszeit zwischen Sekunden und Minuten variieren. Danach sollten die ursprünglichen Daten vom Anbieter zum Abonnenten repliziert worden sein:

    Docker 

    docker exec CONTAINER_NAME psql -h localhost -U postgres -d my_test_db -c "
SELECT * FROM test_table_1 ORDER BY 1;"

    Podman 

    podman exec CONTAINER_NAME psql -h localhost -U postgres -d my_test_db -c "
SELECT * FROM test_table_1 ORDER BY 1;"

    Zusätzliche Zeilen, die der Anbieterdatenbank hinzugefügt werden, werden ebenfalls innerhalb von Sekunden repliziert.

Weitere Überlegungen zur Bereitstellung von pglogical

Die Erweiterung pglogical bietet viele erweiterte Funktionen, die in diesem Dokument nicht behandelt werden. Viele dieser Funktionen sind für Ihre Implementierung relevant. Sie können die folgenden erweiterten Funktionen in Betracht ziehen:

  • Konfliktlösung
  • Multimaster- und bidirektionale Replikation
  • Einbeziehung von Sequenzen
  • Switchover- und Failover-Verfahren

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