在Ubuntu上学习PostgreSQL高可用性，能否掌握构建企业级数据库集群的终极秘诀？

为什么在Ubuntu上实现PostgreSQL高可用如此让人头疼？

许多 DBA 和开发者在尝试搭建公司级 PostgreSQL 集群时常遇到以下痛点： • 方案众多却不知哪种最适合自己的业务场景；• 配置文件繁琐，稍有差错就导致故障转移失效；不过，• 自动化程度不足，手动干预频繁增加运维负担；• 对成本敏感又担心稳定性不达标。怎么说呢，

一、常见的 PostgreSQL 高可用方案概览

• Patroni + etcd基于复制栈的全自动化方案。适合对可用性要求极高的生产环境。
• pg_repmgr轻量级复制管理工具。配合守护进程实现半自动切换，上手门槛低。
• 主从 + Keepalived VIP: 最简洁的 VIP 漂移方案，成本最低但功能相对单一。按理说，

二、Patroni + etcd 方案详细说明

1. 方案原理

Patroni 负责集群控制面与故障检测；etcd 作为分布式锁存储，确保只有一个节点成为首领。这样即使网络抖动或节点宕机，也能在秒级完成故障转移。

2. 关键配置要点

• etcd 集群地址必须保持一致；选举失败由否则会导致，按理说，
• 数据目录需提前创建并授予 postgres 使用者权限。
• Patroni 配置文件中 restapi.listen_address 必须绑定到所有节点可达的 IP，否则健康检查无法通过。
• 开启 ttl 和 loop_wait 参数调节心跳频率，以适应不同网络延迟场景。

3. 自动故障转移演示

1. 在三台 Ubuntu 主机别安装 PostgreSQL 14、etcd 3.5、patroni。
2. 初始化 etcd 集群：/usr/local/bin/etcd --name infra0 --initial-advertise-peer-urls http://10.0.0.1:2380 --listen-peer-urls http://10.0.0.1:2380 --listen-client-urls http://10.0.0.1:2379,http://127.0.0.1:2379 --advertise-client-urls http://10.0.0.1:2379 --initial-cluster-token etcd-cluster-1 --initial-cluster infra0=http://10.0.0.1:2380,infra1=http://10.0.0.2:2380,infra2=http://10.0.0.xx:2380 --initial-cluster-state new"
3. /etc/patroni.yml 配置示例：

   // 全局
   scope这方面，postgres
   namespace: /service/
   restapi:
   listen这方面，10.0.{{ node_id }}.1:8088 # 必须保证互通
   connect_address: 10.{{ node_id }}.1:8
   bootstrap:
   说到dcs。ttl: 30
   loop_wait: 15
   retry_timeout: 5
   maximum_lag_on_failover: 16777646
   postgresql:
   use_pg_rewind: true
   parameters:
   max_connections: "456"
   shared_buffers:"5GB"
   effective_cache_size:"6GB"
   maintenance_work_mem:"5MB"
   checkpoint_completion_target:"9"
   wal_buffers:"6MB"
   default_statistics_target:"55"
   random_page_cost:"4"
   effective_io_concurrency:"4"
   work_mem:"5MB"
   use_slots:true
   restore_command:''
   postgresql:
   从listen来看，*::*:* # 本机所有 IP
   ...
   // 其他同步复制等参数按需添加
   preferred_node:
   ...
   replication:
   username:pgrestreamer password:'' network:'*' // replication 使用者名/密码
   parameters:
   ...
   从tags来看，nofailover:false noload:false clonefrom:false nosync:false reload:true 

提示：若出现 “etcd connection refused”，请检查防火墙是否放行了 -p tcp -m multiport --dports=8447 -j ACCEPT

Keepalived VIP 配合实现无感知访问

Pain Point: 应用层感知切换会导致短暂断连或事务回滚。话说回来，通过 Keepalived 漂移虚拟 IP，做到对应用透明。说到配置要点如下，

• VIP 地址需与业务网段同层且未被占用；
• Keepalived 的 中 priority 主库设为较高值，备库依次降低；
• 检测脚本 建议调用 patroni 的 rest API，返回 JSON 中的 “state” 是否为 “running”。 此方式比单纯 ping 数据库更准确反映 Patroni 主从状态。

pg_repmgr 轻量方案快速上手

Pain Point : strong> 想要快速验证 HA 概念却不愿投入大量时间学习复杂组件。pgrepmgr 提供了简洁的命令行工具和日志监控模式。按理说，再看关键步骤，

1. 安装 pgrepmgr 并在所有节点创建同名 replication 使用者并授予 REPLICATION 、 SUPERUSER。，
2. 在主库执行 pgrepmgr standby clone -D $PGDATA -Fp -U replicator -h primaryhost -W;其实，此命令会基于流复制克隆一份完整数据目录；
3. 在备库注册为 standby ： pgrepmgr standby register …，
4. 配置 systemd service 启动 pg
repmond daemon，实时监控主备状态并在检测到主库不可达时触发 failover 脚本；
5. 结合 keepalived 或 haproxy 再做 VIP 漂移以实现零感知切换。

主从 + Keepalived VIP 最小成本方案

Pain Point : strong> 预算有限却仍需要基本的读写分离和故障切换能力。此方案仅依赖 PostgreSQL 原生流复制 + Keepalived 的 VRRP 漂移 Vip，部署时间通常不到半小时。说到步骤概述，

• 在两台 Ubuntu 别安装 postgresql‑xx 、 配置 postgresql.conf 还有 pg_hba.conf 添加复制使用者；
• 在主库执行基础备份 得到备库数据目录；怎么说呢，
• 在备库启动 postgres。确认流同步正常，
• 安装 keepalived，编辑 keepalived.conf ：定义 vrrp_instance VI_① virtual_ipaddress { x.x.x.x/yy } 、 track_script { chk_pgsql }；脚本检测 postgres 是否接受连接及是否处于 recovery 模式；
• launch keepalived.service；验证 VIP 因为主备状态漂移。

// 注意：请先确保三台机器能够相互 SSH 無密碼登錄。// 下面以 root 身份執行作為範例，// 生產環境請改為專用運維帳號並啟用 sudo。