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Daten zwischen AlloyDB for PostgreSQL und AlloyDB Omni replizieren

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In diesem Dokument wird beschrieben, wie Sie die Datenreplikation für AlloyDB Omni mit der Erweiterung pglogical einrichten. Mit dieser Erweiterung können Sie Datenbankparameter anpassen, einen Replikationsnutzer erstellen, die Replikationsknoten konfigurieren, das Datenbankschema kopieren und das Replikationsabo erstellen.

Eine Übersicht über pglogical in AlloyDB Omni, 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-String an und optional, welche Replikationssätze von diesem Anbieter kopiert werden sollen. Außerdem können Sie beim Erstellen des Abos angeben, ob Sie apply delay verwenden möchten.

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 Vertrauensauthentifizierung smethoden.

Die empfohlene Authentifizierungsmethode ist die Vertrauensauthentifizierung, da bei der Passwortauthentifizierung Passwörter im Nur-Text-Format in Datenbanktabellen gespeichert werden, die zu pglogical gehören. Diese Passwörter sind im Nur-Text für alle sichtbar, die Datenbankberechtigungen zum Abfragen dieser Tabellen haben, in nicht binären Sicherungen, und in den PostgreSQL-Logdateien.

Wenn Sie die Vertrauensauthentifizierung verwenden, müssen Sie aus Sicherheitsgründen bestimmte Einträge in der hostbasierten Authentifizierungsdatei pg_hba.conf vornehmen. 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- und Schreibzugriff auf die primäre Instanz als AlloyDB for PostgreSQL-Administrator. Eine Anleitung zum Bereitstellen eines AlloyDB for PostgreSQL-Clusters finden Sie unter AlloyDB for PostgreSQL-Datenbank erstellen und eine Verbindung herstellen.
Ein AlloyDB Omni-Server, der installiert und konfiguriert ist. 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 Standard-PostgreSQL-Port 5432 ist erforderlich.

Parameter für den 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. Standardmäßig ist für diesen Parameter mindestens 10 festgelegt.
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 entsprechenden CIDR-Block erwähnt werden.

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

Parameter für den AlloyDB Omni-Abonnentencluster anpassen

Die Erweiterung pglogical erfordert auch für den AlloyDB Omni-Abonnenten eine minimale Anzahl von Parameteranpassungen. 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.

Parameter anpassen:

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

Prüfen, ob der Parameter richtig festgelegt ist:

grep -iE 'shared_preload_libraries' DATA_DIR/postgresql.conf

Starten Sie AlloyDB Omni neu, damit die Parameteränderung wirksam wird:
```
sudo systemctl restart alloydbomni18
```
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.

Prüfen, ob alle Parameterwerte richtig festgelegt sind:

/usr/lib/postgresql/18/bin/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;"

Anpassungen der hostbasierten Authentifizierung für den 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.

Fügen Sie der Datei DATA_DIR/pg_hba.conf einen Eintrag für die Vertrauensauthentifizierung für den lokalen Server hinzu, der für einen neuen pglogical_replication Nutzer spezifisch ist:
```
echo -e "# pglogical entries:
host all pglogical_replication samehost trust
" | column -t | sudo tee -a DATA_DIR/pg_hba.conf
```
Hinweis: Geben Sie die genauen Datenbanknamen an und beschränken Sie die Verbindungen auf diese, anstatt all zu verwenden.
Prüfen, ob der Eintrag korrekt ist:
```
tail -2 DATA_DIR/pg_hba.conf
```
Starten Sie AlloyDB Omni neu, damit die Authentifizierungsänderung wirksam wird:
```
sudo systemctl restart alloydbomni18
```

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.

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;

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 zur AlloyDB for PostgreSQL-Anbieterdatenbank hinzufügen

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 AlloyDB for PostgreSQL you also need to manually grant privileges:
GRANT ALL PRIVILEGES ON ALL tables IN SCHEMA pglogical TO pglogical_replication;
```
Erstellen Sie einen pglogical-Knoten für die Anbieterdatenbanken. Der node_name ist beliebig und der dsn-String muss eine gültige TCP-Verbindung zurück zur selben Datenbank sein. Für AlloyDB for PostgreSQL ist der Hostteil des dsn die IP-Adresse, die für die primäre Instanz angegeben wurde.

Für AlloyDB for PostgreSQL ist die Vertrauensauthentifizierung nicht zulässig und das Passwortargument muss im dsn-Parameter enthalten sein. sein.

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 Standard-Replikationssatz hinzufügen

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

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);

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 zum Ausführen von Abfragen gewährt werden.
```
GRANT SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA public TO pglogical_replication;
```
Fügen Sie die Testtabelle manuell dem Standard-Replikationssatz hinzu. Sie können entweder benutzerdefinierte pglogical-Replikationssätze erstellen oder die Standard-Replikationssätze verwenden. Beim Erstellen der Erweiterung wurden mehrere Standard-Replikationssätze 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;
```

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;

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 verwenden, die mit dem Befehl ALTER TABLE verwendet wird. Wenn Sie diese Tabellen mit der Funktion replication_set_add_all_tables automatisch 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');
```
Wenn Sie die neu erstellten Tabellen automatisch dem Replikationssatz hinzufügen möchten, fügen Sie optional den pglogical_assign_repset Trigger hinzu, wie in der pglogical Quelle vorgeschlagen.

Datenbank in den AlloyDB Omni-Abonnentencluster kopieren

Erstellen Sie mit dem Dienstprogramm pg_dump eine Sicherung nur des Schemas der Quelldatenbank.
Führen Sie den Befehl pg_dump von Ihrem AlloyDB Omni-Abonnentenserver mit der IP-Adresse der primären AlloyDB for PostgreSQL-Instanz aus.

Hinweis: Sie müssen den Befehl pg_dump außerhalb des AlloyDB Omni -Containers ausführen. Wir empfehlen, den Befehl pg_dump von Ihrem AlloyDB Omni-Hostserver auszuführen, wenn Sie den PostgreSQL-Client installieren können. Bei Bedarf können Sie den Befehl auch von einem anderen Server ausführen.
```
pg_dump -h SERVER_IP_ADDRESS -U postgres --create --schema-only my_test_db > my_test_db.schema-only.sql
```
Importieren Sie die Sicherung in die Abonnentendatenbank auf dem AlloyDB Omni-Abonnentenserver:
```
sudo -u postgres 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

Erstellen Sie einen Knoten in der AlloyDB Omni-Abonnentendatenbank:

sudo -u postgres 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');"

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

Hinweis: Für AlloyDB for PostgreSQL ist die Vertrauensauthentifizierung nicht verfügbar. Sie müssen das Passwortargument im dsn Parameter angeben.
Achtung: Prüfen Sie, ob die Verbindungsdetails im dsn Parameter korrekt sind.
```
/usr/lib/postgresql/18/bin/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');"
```
Je nach Tabellengröße und zu replizierenden Daten kann die Replikationszeit zwischen Sekunden und Minuten variieren. Danach sollten die ersten Daten vom Anbieter zum Abonnenten repliziert worden sein:
```
/usr/lib/postgresql/18/bin/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