# 架构 > PostgreSQL 集群架构和概念 --- ## 实体关系 {#entity-relationships} Pigsty 的 **PGSQL** 模块中有四种核心实体类型： - **集群**：一个自治的 PostgreSQL 业务单元，其他实体的顶层命名空间 - [**服务**](/zh/docs/pgsql/service)：集群能力的抽象，流量路由，通过不同的节点端口暴露服务 - **实例**：一个 PostgreSQL 服务器，由单个节点上的一组运行进程和文件组成 - [**节点**](/zh/docs/prepare/hardware#node)：硬件资源的抽象，可以是裸机、虚拟机或 k8s pod ![](/img/pigsty/er-min.png) ------ ## 架构 {#architecture} 以下是在 [配置清单](/zh/docs/config/inventory) 中描述的 PostgreSQL 集群 `pg-test`： ```yaml pg-test: hosts: 10.10.10.11: { pg_seq: 1, pg_role: primary } 10.10.10.12: { pg_seq: 2, pg_role: replica } 10.10.10.13: { pg_seq: 3, pg_role: replica } vars: pg_cluster: pg-test ``` ![](/img/pigsty/ha.png) 它定义了一个如上所示的 [高可用](/zh/docs/feat/ha) PostgreSQL 集群，该集群中的相关实体包括： - 1 个 PostgreSQL 集群：`pg-test` - 2 个实例角色：`primary` 和 `replica` - 3 个 PostgreSQL 实例：`pg-test-1`、`pg-test-2`、`pg-test-3` - 3 个节点：`10.10.10.11`、`10.10.10.12`、`10.10.10.13` - 4 个 PostgreSQL 服务，默认自动生成： - [`pg-test-primary`](/zh/docs/pgsql/service/#primary-service)：读写服务（路由到主库 pgbouncer） - [`pg-test-replica`](/zh/docs/pgsql/service/#replica-service)：只读服务（路由到从库 pgbouncer） - [`pg-test-default`](/zh/docs/pgsql/service/#default-service)：直连读写服务（路由到主库 postgres） - [`pg-test-offline`](/zh/docs/pgsql/service/#offline-service)：离线读取服务（路由到专用 postgres） ------ ## 高可用 {#ha-description} [PostgreSQL](https://www.postgresql.org/) 集群由 [Patroni](https://patroni.readthedocs.io/) 管理， 这是一个经过实战验证的 PostgreSQL 高可用解决方案。 它将在多个节点上设置 PostgreSQL 复制，并在主节点宕机时执行自动故障转移。 备份由 [pgBackRest](https://pgbackrest.org/) 处理，这是一个强大的 PostgreSQL 备份工具， 支持增量备份/恢复、压缩、加密，备份到本地磁盘或 S3 / MinIO。 [pgbouncer](https://www.pgbouncer.org/) 是一个轻量级连接池，可以在高并发情况下提高性能。 它与 Postgres 服务器 1:1 部署，默认被主库/从库服务使用。 [服务](/zh/docs/pgsql/service) 由 [HAProxy](https://www.haproxy.org/) 暴露，这是一个高性能的 TCP/HTTP 负载均衡器，它是 [NODE](/zh/docs/node/) 模块的一部分。 4 个 [默认服务](/zh/docs/pgsql/service/#default-services) 以**幂等**的方式在所有集群节点上自动暴露。 应用程序可以访问任何 haproxy 来访问 Postgres 集群，流量将根据 patroni 健康检查端点路由到正确的实例。 因此故障转移对应用程序是透明的。 patroni 需要您的部署中有一个正常工作的 [ETCD](/zh/docs/etcd)，pgbackrest 可以使用可选的 [MinIO](/zh/docs/minio) 作为集中备份存储； 监控导出器将收集指标和日志到 [**Infra**](/zh/docs/infra) 模块。 -------- ## 组件 {#components} [PGSQL 节点](/zh/docs/node/arch#pgsql-node) 由以下组件组成（部分可以禁用）： ![](/img/pigsty/infra.png) | 组件 | 端口 | 描述 | |:---------------------:|:------:|--------------------------------| | `postgres` | `5432` | 由 Patroni 管理的 PostgreSQL 服务器进程 | | `pgbouncer` | `6432` | Pgbouncer 连接池 | | `pgbackrest` | - | 备份和时间点恢复工具 | | `patroni` | `8008` | Patroni 高可用组件，管理 `postgres` | | `primary` @ `haproxy` | `5433` | 主库连接池：读写服务 | | `replica` @ `haproxy` | `5434` | 从库连接池：只读服务 | | `default` @ `haproxy` | `5436` | 主库直连服务 | | `offline` @ `haproxy` | `5438` | 离线直连：离线读取服务 | | `pg_exporter` | `9630` | PostgreSQL 监控指标导出器 | | `pgbouncer_exporter` | `9631` | pgbouncer 监控指标导出器 | | `pgbackrest_exporter` | `9854` | pgbackrest 监控指标导出器 | | `vip-manager` | - | 绑定 VIP 到主库 | -------- ## 交互 {#interaction} 同时，[基础设施节点](/zh/docs/node/arch#infra-node) 由以下与 PGSQL 交互的组件组成： | 组件 | 端口 | 域名 | 描述 | |:-------------------:|:------:|:----------:|-----------------------------------| | `nginx` | `80` | `h.pigsty` | Web 服务门户（YUM/APT 仓库） | | `alertmanager` | `9059` | `a.pigsty` | 告警聚合和分发 | | `prometheus` | `9058` | `p.pigsty` | 监控时间序列数据库 | | `grafana` | `3000` | `g.pigsty` | 可视化平台 | | `lok` | `3100` | - | 日志收集服务器 | | `pushgateway` | `9091` | - | 收集一次性作业指标 | | `blackbox_exporter` | `9115` | - | 黑盒探测 | | `dnsmasq` | `53` | - | DNS 服务器 | | `chronyd` | `123` | - | NTP 时间服务器 | | `ansible` | - | - | 运行剧本 | - 集群 DNS 由基础设施节点上的 DNSMASQ 解析 - 集群 VIP 由 `vip-manager` 管理，绑定到集群主库 - `vip-manager` 将直接从 `etcd` 集群获取由 `patroni` 写入的集群领导者信息 - 集群服务由节点上的 Haproxy 暴露，服务通过节点端口（`543x`）区分 - Haproxy 端口 9101：监控指标、统计信息和管理页面 - Haproxy 端口 5433：路由到主库 pgbouncer 的默认服务：[primary](/zh/docs/pgsql/service/#primary-service) - Haproxy 端口 5434：路由到从库 pgbouncer 的默认服务：[replica](/zh/docs/pgsql/service/#replica-service) - Haproxy 端口 5436：路由到主库 postgres 的默认服务：[default](/zh/docs/pgsql/service/#default-service) - Haproxy 端口 5438：路由到离线 postgres 的默认服务：[offline](/zh/docs/pgsql/service/#offline-service) - HAProxy 将根据 `patroni` 提供的健康检查信息路由流量 - Pgbouncer 是监听端口 6432 的连接池 - 通过本地 unix socket 与 Postgres 服务器 1:1 部署 - 生产流量（主库/从库）默认通过 pgbouncer - 通过将 [`pg_default_service_dest`](/zh/docs/pgsql/param#pg_default_service_dest) 设置为 `postgres` 来绕过 `primary`/`replica` 服务的 pgbouncer - 默认/离线服务将始终绕过 pgbouncer 并直接连接到目标 Postgres - Postgres 在端口 5432 提供关系数据库服务 - 在多个节点上安装 PGSQL 模块将自动基于复制形成高可用集群 - PostgreSQL 默认由 `patroni` 监督 - Patroni 将默认在端口 8008 监督 PostgreSQL 服务器 - Patroni 将 postgres 服务器作为子进程生成 - Patroni 使用 `etcd` 作为 DCS：配置存储、故障检测和领导者选举 - Patroni 将通过健康检查提供 Postgres 信息，由 HAProxy 使用 - Patroni 指标将被基础设施节点上的 prometheus 抓取 - PG Exporter 将在端口 9630 暴露 postgres 指标 - Pgbouncer Exporter 将在端口 9631 暴露 pgbouncer 指标 - Pgbouncer 的指标将被基础设施节点上的 prometheus 抓取 - pgBackRest 默认在本地仓库上工作（`pgbackrest_method`） - 如果使用 `local`（默认）作为备份仓库，主库的 [`pg_fs_backup`](/zh/docs/pgsql/param#pg_fs_backup) 用作本地备份仓库 - 如果使用 `minio`，pgBackRest 将在专用 MinIO 集群上创建仓库 - Postgres 相关日志（postgres、pgbouncer、patroni、pgbackrest）由 promtail 在端口 9080 暴露 - Promtail 将日志发送到基础设施节点上的 Loki -------- ## 完整实体关系图 {#full-er-diagram} 一个 Pigsty 部署对应一个 [配置清单](/zh/docs/config/inventory) 文件和一个 [基础设施](/zh/docs/infra)。 一个 Pigsty 部署中可能有多个数据库集群。 一个集群/实例可能有多个数据库，数据库包含表和其他对象（查询、索引、函数、序列...）。 ![](/img/pigsty/er-full.png)