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猪圈Pigsty-PG私有RDS集群搭建教程

网工格物 2024-05-25
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简介

Pigsty 是一个更好的本地自建且开源 RDS for PostgreSQL 替代,具有以下特点:

  • • 开箱即用的 PostgreSQL 发行版,深度整合地理、时序、分布式、图、向量、分词、AI等 150 余个扩展插件

  • • 运行于裸操作系统之上,无需容器支持,支持主流操作系统: EL7/8/9 及其衍生发行版, Ubuntu 20.04/22.04 以及 Debian 11/12。(推荐使用Rocky Linux)

  • • 基于现代的 Prometheus 与 Grafana 技术栈,提供令人惊艳,无可比拟的数据库观测能力:画廊 & 演示站点

  • • 基于 patroni, haproxy, 与etcd,打造故障自愈的高可用架构:硬件故障自动切换,流量无缝衔接。

  • • 基于 pgBackRest 与可选的 MinIO 集群提供开箱即用的 PITR 时间点恢复,为软件缺陷与人为删库兜底。

  • • 基于 Ansible 提供声明式的 API 对复杂度进行抽象,以 Database-as-Code 的方式极大简化了日常运维管理操作。

  • • Pigsty用途广泛,可用作完整应用运行时,开发演示数据/可视化应用,大量使用 PG 的软件可用 Docker 模板一键拉起。

  • • 提供基于 Vagrant 的本地开发测试沙箱环境,与基于 Terraform 的云端自动部署方案,开发测试生产保持环境一致。

  • • 部署并监控专用的 Redis(主从,哨兵,集群),MinIO,Etcd,Haproxy,MongoDB(FerretDB) 集群

官方文档:https://pigsty.cc/doc/#/zh/README

项目地址:https://github.com/Vonng/pigsty

本教程说明

一个非常简单的入门教程,用于构建一个三节点的PG集群(开启vip-manager),且支持扩展时序数据库TimeScaleDB,主要用于Zabbix的后端数据库。

基于Pigsty 2.7.0 、Rocky Linux 8.9 编写。

zabbix 7 安装教程:https://songxwn.com/zabbix-7-install-TimescaleDB/

安装

在线初始化元节点(管理监控节点)

准备一个全新的符合要求 的 Linux x86_64 ,使用带有root权限或有sudo权限的用户执行安装脚本。

(官方推荐使用Rocky Linux 8.9,配置建议2C4G 100G硬盘)

curl https://get.pigsty.cc/latest | bash

PS:安装后会移除系统自带yum源,建议提前安装所需软件。

该命令会下载并解压 Pigsty 源码至用户Home,按提示完成 准备,配置,安装三个步骤即可完成安装。

cd ~/pigsty     

进入 Pigsty 源码目录,完成后续 准备、配置、安装 三个步骤。


./bootstrap      

确保 Ansible 正常安装,如果存在 /tmp/pkg.tgz 离线软件包,便使用它。
也离线下载 https://get.pigsty.cc/v2.7.0/pigsty-pkg-v2.7.0.el8.x86_64.tgz 放在 /tmp/pkg.tgz,用于离线安装。


dnf install -y ansible python3.11-jmespath python3-cryptography

dnf install redhat-rpm-config gcc -y


./configure      
执行环境检测,并生成相应的推荐配置文件,如果你知道如何配置 Pigsty 可以跳过。


./install.yml    
根据生成的配置文件开始在当前节点上执行安装,使用离线安装包大概需要10分钟完成。
可以在里面修改默认信息 pigsty.yml,如域名和默认密码等。

安装完成后,您可以通过域名或80/443端口通过 Nginx 访问 WEB 界面,通过 5432 端口访问元节点默认的 PostgreSQL 数据库服务。

集群和IP地址规划

IP地址主机名角色
172.18.77.33pg-meta-1元节点
172.18.77.101pg-cu1-1PG集群主机节点
172.18.77.102pg-cu1-2PG集群主机节点
172.18.77.103pg-cu1-3PG集群主机节点
172.18.77.99vipKeepalived 虚拟IP

PS:Keepalived 集群需要在同一广播域。(其实就是基于VRRP协议)

DNS 解析配置

组件端口域名说明官方Demo地址
Nginx80h.pigsty
Web 服务总入口,本地YUM源home.pigsty.cc
AlertManager9093a.pigsty
告警聚合/屏蔽页面a.pigsty.cc
Grafana3000g.pigsty
Grafana 监控面板demo.pigsty.cc
Prometheus9090p.pigsty
Prometheus 管理界面p.pigsty.cc

你需要修改hosts文件,增加以上解析。或者在内网dns配置上述解析。解析的IP为元节点IP即可

PS:也可以配置泛解析,如 1.1.1.1 *.pigsty.songxwn.com

Pigsty 会自动给纳入管理的节点填写hosts文件。

172.18.77.33 h.pigsty a.pigsty p.pigsty g.pigsty # pigsty dns
#示例

访问Web 界面

主页域名为 http://h.pigsty ,http://g.pigsty 为Grafana ,全局应用默认账号密码为 admin/pigsty。

(如果自己电脑要用浏览器访问,注意配置DNS解析或hosts文件)

部署三节点PG高可用集群

编辑Pigsty 配置文件,增加主机节点信息

cd ~/pigsty  
进入pigsty 主目录,所有操作都在此目录执行。
vim pigsty.yml 
编辑配置文件,增加三台主节点和集群配置。

增加PG集群和VIP配置信息

1、集群名字为pg-cu1

2、配置172.18.77.101为默认主节点,其他为从节点。

3、开启vip-manager keepalived配置,配置VIP地址为 172.18.22.99。配置每台关联VIP的网卡为ens33。(网卡名字注意修改)

4、vip-manager的VIP是绑定PG主节点

5、此段配置在children 下增加,与默认的pg-meta同级别的缩进。

    pg-cu1:
      hosts:
        172.18.77.101: { pg_seq: 1, pg_role: primary }
        172.18.77.102: { pg_seq: 2, pg_role: replica }
        172.18.77.103: { pg_seq: 3, pg_role: replica }
      vars: 
        pg_cluster: pg-cu1
        pg_vip_enabled: true                 # 是否开启VIP
        pg_vip_address: 172.18.77.99/24      # VIP地址,需要加上掩码
        pg_vip_interface: ens33              # VIP 地址关联的网卡名字。

增加PG数据库、用户、HBA配置。

1、增加zabbix、grafana 数据库,Zabbix 开启timescaledb扩展,并配置所属用户。并与pgbouncer同步创建。

2、增加zabbix、grafana 用户并配置密码、角色。并与pgbouncer同步创建。

3、配置用户的HBA规则,允许任意IP访问,并配置pgbouncer和HBA

4、pg_libs 配置PG加载的插件列表,这里加载了timescaledb插件。

    pg-cu1:
      hosts:
        172.18.77.101: { pg_seq: 1, pg_role: primary } 
        172.18.77.102: { pg_seq: 2, pg_role: replica } 
        172.18.77.103: { pg_seq: 3, pg_role: replica } 
      vars: 
        pg_cluster: pg-cu1
        pg_databases:
          - name: zabbix                    # 必选,`name` 是数据库定义的唯一必选字段
            pgbouncer: true                 # 可选,是否将此数据库添加到 pgbouncer 数据库列表?默认为 true
            extensions:                     # 可选,要安装的附加扩展: 扩展对象的数组
              - { name: timescaledb }       # 例如有的扩展会创建并使用固定的模式,就不需要指定模式。
            owner: zabbix                   # 可选,数据库所有者,默认为 postgres
          - name: grafana                   # 必选,`name` 是数据库定义的唯一必选字段
            pgbouncer: true                 # 可选,是否将此数据库添加到 pgbouncer 数据库列表?默认为 true
            owner: grafana                  # 可选,数据库所有者,默认为 postgres
        pg_users:    
          - name: zabbix                    # 数据库用户名,必需,`name` 是用户定义的唯一必选字段
            password: Passwd.zabbix         # 可选,密码,可以是 scram-sha-256 哈希字符串或明文
            pgbouncer: true                 # 可选,默认为 false,将此用户添加到 pgbouncer 用户列表
            roles: [dbrole_admin]
            comment: Zabbix                 # 可选,此用户/角色的说明与备注字符串
          - name: grafana                   # 数据库用户名,必需,`name` 是用户定义的唯一必选字段
            password: 
            pgbouncer: true                 # 可选,默认为 false,将此用户添加到 pgbouncer 用户列表
            roles: [dbrole_admin]
            comment: grafana                # 可选,此用户/角色的说明与备注字符串
        pg_hba_rules:
          - { user: 'zabbix'  ,db: all ,addr: 0.0.0.0/0    ,auth: pwd ,title: 'zabbix用户不限制登录'}
          - { user: 'grafana' ,db: all ,addr: 0.0.0.0/0    ,auth: pwd ,title: 'grafana用户不限制登录'}
        pgb_hba_rules: 
          - { user: 'zabbix'  ,db: all  ,addr: 0.0.0.0/0   ,auth: pwd ,title: 'zabbix用户不限制登录'}
          - { user: 'grafana' ,db: all  ,addr: 0.0.0.0/0   ,auth: pwd ,title: 'grafana用户不限制登录'}
        pg_libs: 'timescaledb, pg_stat_statements, auto_explain' # 加载时序数据库插件
        pg_vip_enabled: true                 # 是否开启VIP
        pg_vip_address: 172.18.77.99/24      # VIP地址,需要加上掩码
        pg_vip_interface: ens33              # VIP 地址关联的网卡名字。

配置元节点密钥免密登录主机节点

Pigsty 会在元节点自动生成一对公私钥,将其拷贝到所有主机节点。

ssh-copy-id 172.18.77.101
执行后输入yes,然后再手动输入主机节点的登录密码即可。

ssh 172.18.77.101
确认可直接登录即可,所有主机节点都要登录一次

dnf install gcc -y

安装依赖GCC

将集群节点纳入Pigsty 管理并部署PG集群

节点纳入管理


cd ~/pigsty
bin/node-add   pg-cu1    
 # 将集群 pg-test1 的3个主机节点纳入 Pigsty 管理,安装基础软件。

PG集群初始化部署(注意:会根据CPU内存等配置自动优化PG参数,建议提前固定好虚拟机配置)

bin/pgsql-add  pg-cu1      # 初始化一个3节点的 pg-cu1 可用PG集群
# 执行后不到10分钟,就将拥有一个服务接入,监控,备份PITR,高可用配置齐全的 PostgreSQL 数据库集群。

PG集群架构图

硬件故障由 patroni、etcd 和 Haproxy 提供的自愈高可用架构来兜底,在主库故障的情况下,默认会在 30 秒内执行自动故障转移(Failover)。 客户端无需修改配置重启应用:Haproxy 利用 patroni 健康检查进行流量分发,读写请求会自动分发到新的集群主库中,并避免脑裂的问题。 这一过程十分丝滑,例如在从库故障,或主动切换(switchover)的情况下,客户端只有一瞬间的有感知查询闪断。

软件故障、人为错误和 数据中心级灾难由 pgbackrest 和可选的 MinIO 集群来兜底。这为您提供了本地/云端的 PITR 能力,并在数据中心爆炸的情况下提供了跨地理区域复制,与异地容灾功能。

管理和使用

默认用户

Pigsty 也有四个默认用户(系统用户):

  • • 超级用户 (postgres),集群的所有者和创建者,与操作系统 dbsu 名称相同。

  • • 复制用户 (replicator),用于主-从复制的系统用户。

  • • 监控用户 (dbuser_monitor),用于监控数据库和连接池指标的用户。

  • • 管理用户 (dbuser_dba),执行日常操作和数据库更改的管理员用户。

这4个默认用户的用户名/密码通过4对专用参数进行定义,并在很多地方引用:

  • • pg_dbsu:操作系统 dbsu 名称,默认为 postgres,最好不要更改它

  • • pg_dbsu_password:dbsu 密码,默认为空字符串意味着不设置 dbsu 密码,最好不要设置。

  • • pg_replication_username:postgres 复制用户名,默认为 replicator

  • • pg_replication_password:postgres 复制密码,默认为 DBUser.Replicator

  • • pg_admin_username:postgres 管理员用户名,默认为 dbuser_dba

  • • pg_admin_password:postgres 管理员密码的明文,默认为 DBUser.DBA

  • • pg_monitor_username:postgres 监控用户名,默认为 dbuser_monitor

  • • pg_monitor_password:postgres 监控密码,默认为 DBUser.Monitor

在生产部署中记得更改这些密码,不要使用默认值! 在部署前,可以在pigsty.yml 里面修改。

配置用户

bin/pgsql-user <cls> <username>    # pgsql-user.yml -l <cls> -e username=<username>

配置HBA

bin/pgsql-hba <cls>                 # 重新加载指定集群 `<cls>` 的 hba 规则
bin/pgsql-hba <cls> ip1 ip2...      # 重新加载特定实例的 hba 规则

创建数据库

bin/pgsql-db <cls> <dbname>    # pgsql-db.yml -l <cls> -e dbname=<dbname>

数据库集群访问端口说明

组件端口描述状态备注
Postgres5432Pigsty CMDB默认启用
Pgbouncer6432Pgbouncer 连接池服务默认启用
Patroni8008Patroni 高可用组件默认启用
Haproxy Primary5433主连接池:读/写服务默认启用
Haproxy Replica5434副本连接池:只读服务默认启用
Haproxy Default5436主直连服务*默认启用
Haproxy Offline5438离线直连:离线读服务默认启用
Haproxy service
543xPostgreSQL 定制服务按需定制
Haproxy Admin9101监控指标和流量管理默认启用
PG Exporter9630PG 监控指标导出器默认启用
PGBouncer Exporter9631PGBouncer 监控指标导出器默认启用
Node Exporter9100节点监控指标导出器默认启用
Promtail9080收集数据库组件与主机日志默认启用
vip-manager-将 VIP 绑定到主节点按需启用
Docker Daemon9323Docker 守护进程按需启用
keepalived-为整个集群绑定 L2 VIP按需启用
Keepalived Exporter9650Keepalived 指标导出器按需启用

PS:个人推荐使用 5436端口,并通过VIP地址访问数据库集群。(绕过pgbouncer)

使用pgbouncer 则可以使用5433端口,并通过VIP地址访问集群

默认管理员账号为dbuser_dba。


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