توافر PostgreSQL عالٍ مع Patroni على خادم VPS

لماذا التوافر العالي لـ PostgreSQL على VPS وليس RDS

ما يقدّمه هذا الكلستر

• تحوّل تلقائي خلال 30 ثانية — يكشف Patroni فقدان القائد بانتهاء اتفاقية ‏etcd‏ ويُرقّي دون تدخّل.
• نسخ متزامن قابل للضبط — synchronous_mode: true يضمن عدم فقدان أي معاملة مؤكَّدة عند تعطّل القائد.
• REST API مدمجة — GET /leader وGET /health وPOST /switchover: استعلام الكلستر وإدارته دون عميل PostgreSQL.
• تكلفة ثابتة وقابلة للتنبؤ — ثلاثة خوادم VPS بموارد محدّدة، بدون مفاجآت في الفاتورة.
• إضافات حرّة — pg_hba.conf وpostgresql.conf وpgvector وPostGIS: لا قيود تفرضها خدمة مُدارة.
• نسخ احتياطي مركزي — يتكامل pgBackRest 2.59 بشكل أصلي مع Patroni لنسخ احتياطي تدريجي من النسخة المتماثلة.

معمارية الكلستر: ثلاث عُقد، نصاب واحد

المتطلبات: الموارد والشبكة

الحد الأدنى الموصى به من الموارد لكل عُقدة

• 2 vCPU / 4 جيجابايت RAM — كافٍ للبدء؛ خطّط لـ 8 جيجابايت RAM بمجرد تجاوز قاعدة البيانات بضعة جيجابايتات في shared_buffers.
• SSD NVMe — النسخ WAL حسّاس لزمن انتظار الكتابة؛ القرص الدوّار يُدهور تأخّر النسخ.
• شبكة خاصة بين العُقد الثلاث — يجب ألا يمر تواصل etcd وPatroni مع PostgreSQL عبر الإنترنت.
• IPv4 مخصَّصة — للوصول الخارجي للعملاء ولـ pg_hba.conf الخاص بالنسخ المتماثلة.
• NTP مُزامَن (chrony) — انجراف < 1 ثانية — يرفض etcd النصابَ إن انجرفت ساعة عُقدة أكثر من ثانية. هذا الفخ الأكثر شيوعًا على خوادم VPS.

التثبيت: من الصفر إلى كلستر يعمل

1. 01

   مزامنة الساعة على العُقد الثلاث

   على كل عُقدة، ثبّت chrony وفعّله قبل أي خطوة أخرى:

   apt install -y chrony
   systemctl enable --now chronyd
   chronyc tracking

   تأكّد أن System time offset أقل من 0.1 ثانية. أي انجراف يتجاوز ثانية يتسبّب في انتهاء مهلة etcd وحلقات انتخاب لا تنتهي.

2. 02

   تثبيت etcd 3.6 على العُقد الثلاث

   عرّف متغيرات البيئة الخاصة بكل عُقدة (استبدل NODE1_IP وNODE2_IP وNODE3_IP بعناوين IP الخاصة):

   ETCD_VER=v3.6.6
   curl -L https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/${ETCD_VER}/etcd-${ETCD_VER}-linux-amd64.tar.gz \
     | tar xz -C /usr/local/bin --strip-components=1 etcd-${ETCD_VER}-linux-amd64/etcd \
                                                      etcd-${ETCD_VER}-linux-amd64/etcdctl

   أنشئ /etc/etcd/etcd.conf.yml على كل عُقدة (مثال لـ pg-node1):

   name: pg-node1
   data-dir: /var/lib/etcd
   listen-peer-urls: http://NODE1_IP:2380
   listen-client-urls: http://NODE1_IP:2379,http://127.0.0.1:2379
   initial-advertise-peer-urls: http://NODE1_IP:2380
   advertise-client-urls: http://NODE1_IP:2379
   initial-cluster: pg-node1=http://NODE1_IP:2380,pg-node2=http://NODE2_IP:2380,pg-node3=http://NODE3_IP:2380
   initial-cluster-token: pg-cluster-token
   initial-cluster-state: new

   أنشئ وحدة systemd، فعّل etcd وشغّله على العُقد الثلاث قبل المتابعة.

3. 03

   التحقق من نصاب etcd

   من أي عُقدة:

   etcdctl --endpoints=http://NODE1_IP:2379,http://NODE2_IP:2379,http://NODE3_IP:2379 \
     endpoint status --write-out=table

   انتظر ظهور ثلاثة صفوف — أحدها يُظهر IS LEADER بقيمة true والآخران false — وأن يكون ERRORS فارغًا. إن غابت عُقدة، تحقّق من جدار الحماية على المنفذين 2379 و2380.

4. 04

   تثبيت PostgreSQL وPatroni

   على العُقد الثلاث:

   # PostgreSQL من مستودع PGDG الرسمي
   apt install -y curl ca-certificates
   curl -fsSL https://www.postgresql.org/media/keys/ACCC4CF8.asc | gpg --dearmor -o /etc/apt/trusted.gpg.d/postgresql.gpg
   echo "deb https://apt.postgresql.org/pub/repos/apt bookworm-pgdg main" > /etc/apt/sources.list.d/pgdg.list
   apt update && apt install -y postgresql-17
   
   # Patroni ومُشغّل etcd
   pip3 install patroni[etcd3] psycopg2-binary

   أوقف PostgreSQL — يتولّى Patroni تهيئة الكلستر:

   systemctl stop postgresql
   systemctl disable postgresql

5. 05

   إعداد Patroni على كل عُقدة

   أنشئ /etc/patroni/patroni.yml (مثال لـ pg-node1):

   scope: pg-cluster
   namespace: /service/
   name: pg-node1
   
   restapi:
     listen: NODE1_IP:8008
     connect_address: NODE1_IP:8008
   
   etcd3:
     hosts: NODE1_IP:2379,NODE2_IP:2379,NODE3_IP:2379
   
   bootstrap:
     dcs:
       ttl: 30
       loop_wait: 10
       retry_timeout: 10
       maximum_lag_on_failover: 1048576
       synchronous_mode: true
       synchronous_node_count: 1
       postgresql:
         use_pg_rewind: true
         use_slots: true
         parameters:
           wal_level: replica
           hot_standby: "on"
           wal_keep_size: 128MB
           max_wal_senders: 10
           max_replication_slots: 10
   
     initdb:
       - encoding: UTF8
       - data-checksums
   
     pg_hba:
       - host replication replicator 0.0.0.0/0 scram-sha-256
       - host all all 0.0.0.0/0 scram-sha-256
   
   postgresql:
     listen: NODE1_IP:5432
     connect_address: NODE1_IP:5432
     data_dir: /var/lib/postgresql/17/main
     bin_dir: /usr/lib/postgresql/17/bin
     authentication:
       replication:
         username: replicator
         password: 'كلمة_مرور_النسخ'
       superuser:
         username: postgres
         password: 'كلمة_مرور_postgres'

   عدّل NODE1_IP لكل عُقدة.

6. 06

   تشغيل Patroni وتهيئة الكلستر

   أنشئ وحدة systemd في /etc/systemd/system/patroni.service:

   [Unit]
   Description=Patroni PostgreSQL HA
   After=network.target etcd.service
   Requires=etcd.service
   
   [Service]
   Type=simple
   User=postgres
   ExecStart=/usr/local/bin/patroni /etc/patroni/patroni.yml
   Restart=on-failure
   RestartSec=5s
   
   [Install]
   WantedBy=multi-user.target

   شغّل أوّلًا على pg-node1 (ستقوم هذه العُقدة بـ initdb وستصبح القائد)، ثم على العُقدتين الأخريين بفاصل بضع ثوانٍ:

   systemctl daemon-reload
   systemctl enable --now patroni

   تابع التهيئة:

   patronictl -c /etc/patroni/patroni.yml list

7. 07

   التحقق من الحالة الأولية للكلستر

   المخرجات المتوقعة بعد اكتمال التهيئة:

   + Cluster: pg-cluster (7234567890123456789) +---------+----+-----------+
   | Member    | Host             | Role         | State   | TL | Lag in MB |
   +-----------+------------------+--------------+---------+----+-----------+
   | pg-node1  | NODE1_IP:5432    | Leader       | running |  1 |           |
   | pg-node2  | NODE2_IP:5432    | Sync Standby | running |  1 | 0         |
   | pg-node3  | NODE3_IP:5432    | Replica      | running |  1 | 0         |
   +-----------+------------------+--------------+---------+----+-----------+

   تظهر pg-node2 بوصفها Sync Standby: كل معاملة مؤكَّدة على القائد مضمونة على هذه العُقدة قبل إرجاع COMMIT للعميل.

8. 08

   إعداد pg_hba.conf عبر Patroni

   لا تُعدّل pg_hba.conf مباشرةً. استخدم patronictl edit-config لإضافة قواعد الوصول في قسم pg_hba — يُوزّع Patroni الإعداد على جميع العُقد ويُعيد تحميل PostgreSQL تلقائيًا:

   patronictl -c /etc/patroni/patroni.yml edit-config

   أضف قواعدك في كتلة YAML الخاصة بـ pg_hba. على VPS، host all all 0.0.0.0/0 scram-sha-256 هي نقطة البداية التي يمكن تضييقها وفق شبكتك الخاصة.

التحوّل التلقائي والتحوّل المُخطَّط: عرض تطبيقي

patronictl -c /etc/patroni/patroni.yml list
# → pg-node1 هو Leader، pg-node2 هو Sync Standby

systemctl stop patroni   # على pg-node1

patronictl -c /etc/patroni/patroni.yml list
# → (بعد 10 إلى 30 ثانية)
# pg-node2 : Leader  | running | TL 2
# pg-node3 : Replica | running | TL 2 | 0 MB
# pg-node1 : stopped

patronictl -c /etc/patroni/patroni.yml switchover pg-cluster \
  --master pg-node1 --candidate pg-node2

curl -s http://NODE1_IP:8008/leader    # 200 = هذه هي العُقدة القائدة
curl -s http://NODE2_IP:8008/replica   # 200 = نسخة متماثلة سليمة
curl -s http://NODE1_IP:8008/health    # JSON: state, role, lag

العمليات اليومية

pgbackrest --stanza=pg-cluster --type=full backup

استكشاف الأخطاء: أكثر خمسة أخطاء شيوعًا

كلستر يُدار ولا يُرتجَل