PostgreSQL hot standby: настройка репликации на Ubuntu

Важно: инструкция сохраняет команды и пути без изменений — выполняйте их с правами администратора и резервной копией данных.

Краткое описание и варианты использования

PostgreSQL (или Postgres) — свободная объектно-реляционная СУБД (ORDBMS) с долгой историей разработки. Репликация master→slave (основной→резервный) копирует данные с главного сервера на один или несколько ведомых. Основные преимущества:

Высокая доступность: при сбое основного — резервный сервер может обслуживать запросы.
Резервное копирование в реальном времени.
Распределение нагрузки на чтение (если слейвы разрешены для чтения).

В этом руководстве реализуется режим hot standby (горячая резервная копия): слейв может принимать только операции чтения, а при необходимости может быть переведён в мастер.

Предварительные требования

Два сервера Ubuntu: один — master, другой — slave.
Root-доступ (или доступ к sudo) на обоих машинах.
Базовые знания командной строки Ubuntu и работы с apt.
Сеть между хостами, прямая маршрутизация по IP (в примерах: 192.168.1.249 — мастер, 192.168.1.248 — слейв).

Краткое определение: replication — режим, при котором WAL (Write Ahead Log) передаётся от мастера к слейвам для синхронизации данных.

Структура этого руководства

Настройка имён хостов
Установка PostgreSQL на обоих серверах
Конфигурация мастера (создание пользователя репликации, правки postgresql.conf и pg_hba.conf)
Конфигурация слейва (параметры для hot_standby)
Синхронизация данных с помощью pg_basebackup и создание recovery.conf
Тестирование репликации
Контрольные списки, отладка и рекомендации по безопасности

Шаг 1 — Установка имён хостов

Войти на оба сервера по SSH:

ssh user@masterip  
ssh user@slaveip

Установите hostname на мастере и слейве:

На мастер-сервере:

sudo hostnamectl set-hostname master-server

На слейв-сервере:

sudo hostnamectl set-hostname slave-server

Отредактируйте /etc/hosts, чтобы сопоставить IP и имена хостов (например через vim):

sudo vim /etc/hosts

Добавьте на мастер-сервере:

192.168.1.249   master-server

Добавьте на слейв-сервере:

192.168.1.248   slave-server

Сохраните и выйдите.

Шаг 2 — Установка PostgreSQL на мастер и слейв

Обновите пакеты и установите PostgreSQL:

sudo apt-get update
sudo apt-get install postgresql postgresql-client postgresql-contrib

После установки задайте пароль для системного пользователя postgres:

passwd postgres

Проверка запуска и подключения к psql:

su - postgres  
psql  
\conninfo

Если psql открывается и отображает подключение — установка успешно завершена.

Шаг 3 — Конфигурация мастера (192.168.1.249)

Переключитесь на системного пользователя postgres:

su - postgres

В оболочке psql создайте роль для репликации (replica), с правом REPLICATION и логином:

psql  
CREATE USER replica REPLICATION LOGIN ENCRYPTED PASSWORD 'replicauser@';

Проверьте список ролей:

\du

Добавление пользователя репликации в PostgreSQL

Перейдите в каталог конфигурации PostgreSQL. В примере используется путь для версии 9.4:

cd /etc/postgresql/9.4/main/
vim postgresql.conf

В файле postgresql.conf выполните изменения (расположения строк указаны в оригинальном примере, действуйте по содержимому файла):

listen_addresses: разрешите подключения с нужного IP

listen_addresses = 'localhost,192.168.1.249'

wal_level: включите режим, подходящий для репликации (hot_standby)

wal_level = hot_standby

checkpoint_segments: увеличьте для уменьшения частоты чекпойнтов

checkpoint_segments = 8

Архивирование WAL: включите и укажите команду архивации

archive_mode = on  
archive_command = 'cp -i %p /var/lib/postgresql/9.4/main/archive/%f'

Настройки отправки WAL

max_wal_senders = 3  
wal_keep_segments = 8

Сохраните файл.

Создайте папку для архива WAL как пользователь postgres (если её нет):

mkdir -p /var/lib/9.4/main/archive/

Разрешите подключения для репликации в pg_hba.conf — добавьте запись, чтобы пользователь replica мог подключаться с IP слейва:

vim pg_hba.conf

В конец файла добавьте:

host    replication     replica      192.168.1.248/24            md5  
#192.168.1.248 is slave-server ip address

Сохраните и выйдите.

Перезапустите PostgreSQL или примените конфигурацию (на мастере):

sudo systemctl restart postgresql

Проверьте журналы на предмет ошибок: sudo journalctl -u postgresql — если ошибок нет, мастер готов.

Шаг 4 — Конфигурация слейва (192.168.1.248)

На слейв-сервере переключитесь на postgres и перейдите в каталог конфигурации:

su - postgres  
cd /etc/postgresql/9.4/main/
vim postgresql.conf

Примените изменения в postgresql.conf, соответствующие слейву:

listen_addresses = 'localhost,192.168.1.248'
wal_level = hot_standby
checkpoint_segments = 8
max_wal_senders = 3
wal_keep_segments = 8
hot_standby = on

Сохраните файл и выйдите. Перезапуск на данном этапе не требуется — сначала нужно синхронизировать данные.

Шаг 5 — Синхронизация данных с мастера на слейв

Все команды в этом шаге выполняются на слейв-сервере.

Остановите PostgreSQL на слейве:

systemctl stop postgresql

Войдите под postgres и переименуйте текущую директорию данных, чтобы сохранить резервную копию:

su - postgres  
mv 9.4/main 9.4/main_original

Запустите pg_basebackup, чтобы скопировать актуальные данные с мастера. Команда создаст новую директорию /var/lib/postgresql/9.4/main с корректными правами:

pg_basebackup -h 192.168.1.249 -D /var/lib/postgresql/9.4/main -U replica -v -P

Примечание: будет запрошен пароль пользователя replica.

Создайте файл recovery.conf в новой директории данных и укажите параметры подключения к мастеру и команду для восстановления архива WAL:

cd /var/lib/postgresql/9.4/main/  
vim recovery.conf

Вставьте:

standby_mode = 'on'  
primary_conninfo = 'host=192.168.1.249 port=5432 user=replica password=replicauser@'  
restore_command = 'cp //var/lib/postgresql/9.4/main/archive/%f %p'  
trigger_file = '/tmp/postgresql.trigger.5432'

Сохраните и выйдите.

Вернитесь к root (exit) и запустите PostgreSQL на слейве:

exit  
systemctl start postgresql

Убедитесь, что при запуске нет ошибок: sudo journalctl -u postgresql.

Important: путь в restore_command использует абсолютный путь до архива на слейве — убедитесь, что архив доступен и права корректны.

Шаг 6 — Тестирование репликации

На мастере выполните команду для просмотра состояния репликации:

su - postgres  
psql -x -c "select * from pg_stat_replication;"

Вы увидите строки с состоянием слейва и показателями подключения.

Тест практической репликации: создайте новую базу на мастере:

su - postgres  
psql  
create database howtoforge;

Затем на слейве проверьте список баз:

su - postgres  
psql  
\list

Проверка репликации на слейве

База howtoforge должна появиться на слейве автоматически.

Контрольные списки и роль-ориентированные чеклисты

Чеклист администратора перед включением репликации:

Резервная копия текущей директории данных master и слейв (если есть данные)
Доступ по сети между хостами (порты 5432 открыты)
Пароль пользователя replica установлен и работает
Параметры postgresql.conf и pg_hba.conf отредактированы на мастере и слейве
Достаточно свободного места для pg_basebackup и архива WAL
Проверены права доступа к директориям данных и архива

Роль оператора (быстрое руководство):

Создать пользователя репликации на мастере.
Настроить pg_hba.conf для репликации.
Остановить PostgreSQL на слейве и сделать pg_basebackup.
Создать recovery.conf и запустить PostgreSQL на слейве.
Проверить pg_stat_replication на мастере.

Когда репликация может не работать — распространённые причины и отладка

Неправильный пароль или отсутствие роли replica — проверьте \du и попробуйте подключиться по psql с параметром -U replica.
Порт 5432 закрыт фаерволом — убедитесь, что iptables/ufw разрешают соединения.
Неправильные права на директории /var/lib/postgresql — postgres должен быть владельцем.
Задержка архивирования WAL или нехватка места — проверьте archive_command и свободное место.
Несовместимые версии PostgreSQL между мастером и слейвом — используйте совместимые ветки (например 9.4→9.4).
Ошибки в recovery.conf или некорректный путь в restore_command — проверьте абсолютные пути и права.

Диагностика шагов:

systemctl status postgresql
sudo journalctl -u postgresql –since “10 minutes ago”
grep -i wal /var/log/postgresql/postgresql-*.log
psql -c “select * from pg_stat_replication;” (на мастере)

Безопасность и рекомендации

Не храните пароли в открытом виде в файлах конфигурации в продуктивной среде. Лучше использовать защищённые менеджеры секретов или pgpass с контролем прав доступа.
Ограничьте доступ по IP в pg_hba.conf только доверенным хостам.
Защитите канал между мастером и слейвом при наличии публичных сетей (VPN, SSH туннель или TLS).
Регулярно проверяйте целостность архива WAL и наличие свободного места.

Критерии приёмки

На мастере в pg_stat_replication присутствует запись для слейва с state = streaming.
Созданные на мастере базы/данные появляются на слейве в течение ожидаемого окна задержки.
Нет ошибок в логах PostgreSQL после перезапуска служб и при выполнении pg_basebackup.
Архивация WAL работает и файлы попадают в указанную директорию архива.

Мини-методология развертывания (шаблон действий)

Подготовка окружения: резервное копирование, проверка сети.
Установка PostgreSQL одинаковой версии на обоих хостах.
Создание роли репликации на мастере.
Настройка конфигураций master и slave.
Полная синхронизация данных через pg_basebackup.
Запуск службы на слейве и контроль работоспособности.

Быстрый справочник команд (cheat sheet)

Проверить статус репликации на мастере:

psql -c "select pid, state, sent_lsn, write_lsn, flush_lsn, replay_lsn from pg_stat_replication;"

Сделать резервную копию данных (pg_basebackup):

pg_basebackup -h MASTER_IP -D /var/lib/postgresql/9.4/main -U replica -v -P

Перезапустить PostgreSQL:

sudo systemctl restart postgresql

Краткая таблица зрелости (Maturity levels)

Начальный: однопоточная репликация без архивирования WAL, простая настройка.
Средний: hot standby, архивирование WAL, мониторинг задержки.
Продвинутый: несколько слейвов, автоматическое переключение (failover) с помощью сторонних инструментов (Patroni, repmgr), шифрование канала.

Короткая глоссарий (1 строка на термин)

WAL: журнал предварительной записи, необходимые для репликации и восстановления.
pg_basebackup: утилита для базового бэкапа и инициализации слейва.
recovery.conf: файл на слейве, который указывает, как подключаться к мастеру и восстанавливать WAL.

Заключение

Hot standby — надёжный и относительно простой способ организовать репликацию PostgreSQL для повышения доступности и распределения нагрузки на чтение. Следуйте чеклистам, проверяйте логи и обеспечьте безопасность канала репликации. Для продакшн‑окружения рассмотрите инструменты автоматизации failover и мониторинг задержки репликации.

Ссылки и источники:

Состояние репликации в pg_stat_replication

Подписи к изображениям выше: первое — создание пользователя replica в psql; второе — вывод pg_stat_replication; третье — список баз на слейве после репликации.

Summary: