EDB PGD 6 Expanded 初探

PGD Expanded 为用户提供完整的 PGD 功能集;其中 PGD Essential 是 PGD 的最佳实践、受控和简化版本。expanded version适用于希望利用 PGD 全套特性和功能的用户，包括高级架构、自定义配置和更复杂的用例。

PGD Expanded 专为需要对其数据库环境进行最高级别的灵活性和控制的用户而设计。它提供了一套全面的工具和功能，允许用户自定义部署并优化性能。

PGD Expanded 中提供了以下功能：

• 多主复制：PGD Expanded支持多主复制，允许用户创建一个高可用和容错的数据库环境。此功能使用户能够写入集群中的任何节点，从而提供最大的灵活性和可扩展性。

• 冲突解决 ：PGD Expanded 对多主复制的支持包括高级冲突解决功能，允许用户处理复制过程中可能出现的冲突。此功能可确保集群中所有节点之间的数据一致性。

• 高级持久性：PGD Expanded 通过可自定义的提交范围（commit scopes）打开了 PGD 中的全套持久性选项，提供了超越 PGD Essentials 预定义提交范围的灵活性。此功能允许用户根据自己的特定需求优化数据库性能和持久性。

• 自定义配置 ：PGD Expanded 允许用户自定义其数据库配置以满足其特定需求。PGD Essential 支持两种节点和组数量有限的基本架构，而 PGD Expanded 在部署中使用的节点数量、节点类型或复制配置没有限制。

使用 PGD 6 Expanded，可以在各种架构中部署集群。与 PGD 6 Essential 不同，PGD 6 Essential 仅限于使用有限数量的组，限定两种架构，PGD 6 Expanded 支持具有技术上无限组的多种架构，包括：

• Always-on architecture：在同一数据中心或可用区域中具有两个或多个组的单个 PGD 集群。此架构专为高可用性和灾难恢复而设计，确保即使一个组发生故障，数据库也能保持运行。

• Essentials’s Standard/One-location architecture：在同一数据中心或可用区中具有三个节点的单个 PGD 集群;这是PGD 6 基本架构。

• Multi-location architecture：单个 PGD 集群，在不同的数据中心或可用区中具有两个或多个组。

• Geo-distributed architecture：在不同区域中具有两个或多个组的单个 PGD 集群，类似于多位置架构，但具有更高的延迟和潜在的网络分区问题。

PGD 的架构随着时间的推移而发展，以满足组织的需求。其核心是 Always-on 架构，旨在为 Postgres 数据库提供高可用性和灾难恢复。在 PGD 4 和 5 中定义的 Always-on 架构经过改进，以支持 PGD 6 的新特性和功能。

Always-On的架构反映了 EDB 的 Trusted Postgres 架构。它们封装了最佳实践，在多种配置中实现尽可能高的服务可用性。这些配置的范围从单一位置架构到复杂的分布式系统，以防止硬件故障和数据中心故障。这些架构利用 EDB Postgres Distributed 的多主节点功能及其实现 99.999% 可用性的能力，即使在维护操作期间也是如此。

可以将 EDB Postgres Distributed 用于我们描述的示例之外的架构。特定用例的变体已成功部署在多个生产系统中。但是，这些变体必须首先经过严格的架构审查。

EDB 确定了一组标准化架构，以支持具有不同冗余级别的单位置或多位置部署，具体取决于恢复点目标 （RPO） 和恢复时间目标 （RTO） 要求。

Always-on 架构使用三个数据库节点组作为基本构建块。也可以使用五节点组来获得额外的冗余。

EDB Postgres Distributed 由包含以下主要组件：

• 双向复制 BDR（Bi-Directional Replication） — 创建多主网状网络的 Postgres 扩展

• 连接管理器（Connection Manager） — 一种连接路由器，用于确保应用程序连接到正确的数据节点。

所有始终在线的架构可保护越来越多的故障情况。例如，具有两个数据节点的单个活动位置可防止本地硬件故障，但不提供针对位置（数据中心或可用性区域）故障的保护。在不同位置使用备份来扩展该体系结构，可确保在某个位置发生灾难性丢失时提供一些保护。但是，仍然必须先从备份还原数据库，这可能会违反 RTO 要求。添加在多主网状网络中连接的第二个活动位置可确保即使某个位置脱机，服务仍然可用。最后，添加第三个位置（这可以是仅供见证者witness-only使用的位置）允许全局 Raft 功能正常工作，即使一个位置离线也是如此。全局 Raft 主要用于运行管理命令。此外，如果没有它，某些功能（如 DDL 或序列分配）可能无法工作，而即使没有全局 Raft，DML 复制是可以继续工作。

每种架构都可以提供零 RPO，因为数据可以同步流式传输到至少一个本地主站，从而保证在本地硬件故障时零数据丢失。

增加可用性保证总是会增加硬件和许可证成本、网络要求和操作复杂性。在选择体系结构之前，请务必仔细考虑可用性和合规性要求。

默认情况下，应用程序事务不需要集群范围的 DML 共识（选择、插入、更新和删除），从而降低延迟并提高性能。然而，对于某些操作，例如生成新的全局序列sequence或执行分布式 DDL，EDB Postgres Distributed 需要奇数个节点才能使用基于 Raft 的共识模型进行决策。因此，即使是更简单的架构也总是有三个节点，即使不是所有节点都存储数据。

应用程序通过多主机连接字符串连接到标准Always-on 体系结构，其中每个连接管理器都是多主机连接字符串中的不同条目。其他连接机制已在生产中成功部署。但是，它们不是标准 Always-on 体系结构的一部分。

Always-on 1 Location, 3 Nodes Diagram

Always-on 2 Locations, 3 Nodes Per Location, Active/Active Diagram

所有体系结构都提供以下功能：

• 硬件故障保护

• 零停机升级

• 支持公有云/私有云中的可用性区域

使用这些条件来帮助选择适当的始终在线（Always-on）体系结构。

为了提供所需的数据弹性,并靠近应用程序和用户维护数据，您可以在任意数量位置部署单一位置体系结构。虽然 EDB Postgres Distributed 有多种可用的冲突处理方法，但如果允许来自地理位置不同的位置进行写入活动，请注意尽量减少预期的冲突次数。

还可以使用两种其他类型的节点来扩展标准体系结构：

• Subscriber-only nodes：可以使用它来实现额外的读取可扩展性，并在应用程序的大部分工作负载是读取密集型且写入频率不高时，使数据更靠近用户。还可以利用它们发布数据的子集，来满足报告、存档和分析需求。

• Logical standbys：它们从 PGD 集群中的另一个节点接收复制的数据，但不参与复制网格或一致性共识。它们包含与其他 PGD 数据节点相同的所有数据，如果其中一个数据节点未能将集群恢复到全容量/一致性共识，则可以快速提升为主节点。可以在数据中心之间的网络流量受到关注的环境中使用。否则，始终首选每个位置三个 PGD 数据节点。

部署 PGD Expanded 过程的首先是配置主机。可以部署到云中安装了 Linux 的虚拟机实例、安装了 Linux 的本地虚拟机或同样安装了 Linux 的本地物理硬件。无论选择哪种支持的 Linux操作系统和哪种部署平台，都必须是 Linux 系统，可以使用具有超级用户、管理员或 sudo 权限的用户使用 SSH 进行访问。

每台计算机都必须能够连接到为群集配置的任何其他计算机。在云上部署，可以通过公共网络或 VPC 完成。

云配置指南

设置环境变量EDB_SUBSCRIPTION_TOKEN：

export EDB_SUBSCRIPTION_TOKEN=<your-token>

设置 EDB 的订阅类型EDB_SUBSCRIPTION_PLAN。它可以是 standard 、 enterprise 或 community。

export EDB_SUBSCRIPTION_PLAN=<your-subscription-plan>

设置包管理类型EDB_REPO_TYPE，对于 Ubuntu/Debian，这可以是 deb，对于 CentOS/RHEL，这可以是 rpm。

export EDB_REPO_TYPE=<your-repo-type>

配置两个存储库：一个用于数据库软件，一个用于 PGD 软件。

curl -1sSLf "https://downloads.enterprisedb.com/$EDB_SUBSCRIPTION_TOKEN/$EDB_SUBSCRIPTION_PLAN/setup.$EDB_REPO_TYPE.sh" | sudo -E bash

curl -1sSLf "https://downloads.enterprisedb.com/$EDB_SUBSCRIPTION_TOKEN/postgres_distributed/setup.$EDB_REPO_TYPE.sh" | sudo -E bash

设置一个环境变量以指定要安装的 Postgres 版本。例如对于 Postgres 17，就是 17。

export PG_VERSION=17

设置环境变量以指定数据库和 PGD 软件的包名称。包名称将根据使用的数据库和所在的平台而有所不同。

对于EPAS，ubuntu/debian如下

export EDB_PACKAGES="edb-as$PG_VERSION-server edb-pgd6-expanded-epas$PG_VERSION"

对于EPAS，Centos/RHEL 如下

export EDB_PACKAGES="edb-as$PG_VERSION-server edb-pgd6-expanded-epas$PG_VERSION"

对于PGE，ubuntu/deian 如下

export EDB_PACKAGES="edb-postgresextended-$PG_VERSION edb-pgd6-expanded-pgextended$PG_VERSION"

对于PGE，Centos/RHEL如下

export EDB_PACKAGES="edb-postgresextended$PG_VERSION-server edb-postgresextended$PG_VERSION-contrib edb-pgd6-expanded-pgextended$PG_VERSION"

对于EDB社区版PG，Ubuntu/Debian如下

export EDB_PACKAGES="postgresql-$PG_VERSION edb-pgd6-expanded-pg$PG_VERSION"

对于EDB社区版PG，Centos/RHEL如下

export EDB_PACKAGES="postgresql$PG_VERSION-server postgresql$PG_VERSION-contrib edb-pgd6-expanded-pg$PG_VERSION"

运行适合自己的平台的安装命令。

Debian/Ubuntu环境

sudo apt install -y $EDB_PACKAGES

Centos/RHEL环境

sudo dnf install -y $EDB_PACKAGES

路径和用户将根据使用的 Postgres 版本和使用的平台而有所不同。

以下以ubuntu 实装pge为例：

sudo -iu postgres
export PG_VERSION=<version>
export PATH=$PATH:/usr/lib/edb-pge/$PG_VERSION/bin/
export PGDATA=/var/lib/edb-pge/$PG_VERSION/main/
export PGPORT=5432

集群中的第一个主机也是第一个节点，我们将是我们开始创建集群的地方。

在第一台主机上，运行以下命令创建集群：

pgd node <first-node-name> setup --dsn "host=<first-host> user=<db-user> port=<db-port> dbname=<dbname>" --group-name <group-name>

示例：

sudo  -iu postgres
export PG_VERSION=17
export PATH=$PATH:/usr/edb/pge$PG_VERSION/bin/
export PGDATA=/var/lib/edb-pge/$PG_VERSION/data/
export PGPASSWORD=secret
pgd node node-1 setup --dsn "host=host-1 user=postgres port=5432 dbname=pgddb" --group-name group-1

此命令将创建数据目录并初始化数据库，然后在第一个节点上创建集群和组。

在第二台主机上 ：

pgd node <second-node-name> setup --dsn "host=<second-host> user=<db-user> port=<db-port> dbname=<db-name>" --cluster-dsn "host=<first-host> user=<db-user> port=<db-port> dbname=<db-name>"

示例：

sudo -iu postgres
export PG_VERSION=17
export PATH=$PATH:/usr/edb/pge$PG_VERSION/bin/
export PGDATA=/var/lib/edb-pge/$PG_VERSION/data/
export PGPASSWORD=secret
pgd node node-2 setup --dsn "host=host-2 user=postgres port=5432 dbname=pgddb" --cluster-dsn "host=host-1 user=postgres port=5432 dbname=pgddb"

此命令将在第二台主机上创建节点，然后使用 cluster-dsn 设置加入群集以连接到第一台主机。

在第三台主机上：

pgd node <third-node-name> setup --dsn "host=<third-host> user=<db-user> port=<db-port> dbname=<db-name>" --cluster-dsn "host=<first-host> user=<db-user> port=<db-port> dbname=<db-name>"

示例：

sudo -iu postgres
export PG_VERSION=17
export PATH=$PATH:/usr/edb/pge$PG_VERSION/bin/
export PGDATA=/var/lib/edb-pge/$PG_VERSION/data/
export PGPASSWORD=secret
pgd node node-3 setup --dsn "host=host-3 user=postgres port=5432 dbname=pgddb" --cluster-dsn "host=host-1 user=postgres port=5432 dbname=pgddb"

此命令将在第三台主机上创建节点，然后使用 cluster-dsn 设置加入群集以连接到第一台主机。

至此，PGD expand扩展版集群创建完成，关于PGD集群的检查、校验、操作可参见以前公众号文章essential版本操作和更早的PGD 5的相关文章。

在K8S环境下部署PGD 6需要额外的license key，目前正在申请中，如果获得可以专门写一篇k8s篇作分享。

https://www.enterprisedb.com/docs/postgres_for_kubernetes/latest/quickstart/ 可以参考文档进行PGD4K的部署。

感谢您关注新智锦绣科技（北京）有限公司！作为 Elastic 的 Elite 合作伙伴及 EnterpriseDB 在国内的唯一代理和服务合作伙伴，我们始终致力于技术创新和优质服务，帮助企业客户实现数据平台的高效构建与智能化管理。无论您是关注 Elastic 生态系统，还是需要 EnterpriseDB 的支持，我们都将为您提供专业的技术支持和量身定制的解决方案。

欢迎关注我们，获取更多技术资讯和数字化转型方案，共创美好未来！