Hochverfügbarkeit und Replikation

Dieser Kurs vermittelt die Konzepte und praktischen Schritte zur Absicherung von PostgreSQL-Infrastrukturen gegen Ausfälle und Datenverlust. Die Teilnehmer lernen, physische und logische Replikation einzurichten sowie automatisierte Failover-Lösungen zu betreiben.

Kursinhalt

Grundlagen der Replikation

Vergleich zwischen physischer und logischer Replikation
Konzepte von synchroner und asynchroner Datenübertragung
Rolle des Write-Ahead-Logs (WAL) bei der Replikation

Streaming Replikation einrichten

Konfiguration des Primary-Servers für Replikationszugriffe
Initialisierung des Standby-Servers mittels pg_basebackup
Überwachung des Replikationsstatus und der Verzögerung (Lag)

Replikations-Slots (Replication Slots)

Vorteile und Funktionsweise von physischen Slots
Vermeidung von Datenabriss bei Verbindungsunterbrechungen
Gefahren und Monitoring verwaister Replikations-Slots

Logische Replikation

Konzept von Publish- und Subscribe-Modellen
Einrichten einer logischen Replikation für einzelne Tabellen
Umgang mit Schemaänderungen und Konfliktlösungen

Verbindungssteuerung bei Ausfall (Failover)

Manueller Failover-Prozess (Promote des Standby-Servers)
Umgang mit dem alten Primary-Server nach einem Ausfall (Split-Brain)
Einsatz von pg_rewind zur schnellen Wiedereingliederung

Automatisches Failover mit pg_auto_failover

Architektur des Monitor-Knotens und der Agenten
Einrichtung einer hochverfügbaren Zwei-Knoten-Architektur
Testen automatischer Failover-Szenarien durch Service-Stopps

Enterprise Hochverfügbarkeit mit Patroni

Verständnis der verteilten Konsens-Systeme (etcd oder Consul)
Konfiguration von Patroni-Templates für PostgreSQL-Cluster
Orchestrierung von HA-Rollenwechseln und softwaregesteuertem Failover

Lastverteilung (Load Balancing)

Konzepte zur Verteilung von Lesezugriffen auf Standby-Knoten
Einsatz von HAProxy zur dynamischen Routing-Steuerung
Integration von Verbindungspools in Replikationsumgebungen

Enterprise Backup mit pgBackRest

Architektur und Vorteile gegenüber pg_basebackup
Konfiguration von inkrementellen und differenziellen physischen Backups
Durchführung von Point-in-Time-Recovery (PITR) im Cluster

Sicherheit in Replikations-Clustern

Absicherung des Replikations-Datenstroms mit SSL-Zertifikaten
Einschränkung der Replikations-Benutzerrechte in der pg_hba.conf
Netzwerksegmentierung für Replikationsschnittstellen

Anforderungen

Fundierte Kenntnisse in der PostgreSQL-Administration sowie grundlegende Netzwerk- und Linux-Kenntnisse

Ziel

Nach dem Kurs können die Teilnehmer physische und logische Replikation passend zum Szenario auswählen und implementieren, Streaming-Replikation inklusive Slots überwachen, Failover- und Reintegrationsprozesse sicher durchführen, HA-Orchestrierung mit pg_auto_failover und Patroni einordnen, Load-Balancing- und Pooling-Konzepte integrieren sowie Backup- und PITR-Strategien mit pgBackRest in Clusterumgebungen umsetzen.

PostgreSQL - Hochverfügbarkeit und Replikation

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