在Kylin V10系统下基于3节点构建OpenGauss集群的安装与部署

在Kylin V10系统下基于3节点构建OpenGauss集群的安装与部署指南

本文将详细介绍如何在Kylin V10操作系统下，基于三台节点构建一个高可用、高性能的OpenGauss分布式集群。通过本指南，您可以实现数据高可用性、负载均衡以及与Kylin V10系统的无缝集成，以满足企业级数据处理和分析的需求。

目录

1. 前言
2. 体系架构概述
3. 环境准备
   • 硬件和网络要求
   • 操作系统准备
   • 节点规划
4. 安装与配置步骤
   • 节点前置准备
   • 安装OpenGauss
   • 配置SSH免密登录
   • 初始化并配置集群
   • 启动集群并验证
5. 集成Kylin V10系统
6. 高可用性与负载均衡配置
7. 维护与监控
8. 常见问题与解决
9. 总结

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前言

OpenGauss是由华为主导开发的开源关系数据库管理系统，具有高性能、高可用性和强大的扩展能力。Kylin V10是华为推出的国产操作系统，具有极高的安全性和兼容性。通过在Kylin V10系统下部署OpenGauss分布式集群，可以为企业提供稳定、可靠的数据库服务，并与Kylin V10的安全特性相结合，保障数据的安全性和系统的高可用性。

体系架构概述

本指南将指导您在三台服务器上部署一个OpenGauss分布式集群，采用主-备（Primary-Standby）架构，确保数据的高可用性和冗余备份。具体架构如下：

• 主节点（Primary Node）：负责处理所有写操作和读操作请求，并将数据同步到备节点。
• 备节点1（Standby Node 1）：实时复制主节点的数据，作为主节点的备份。
• 备节点2（Standby Node 2）：同样实时复制主节点的数据，进一步增强数据的冗余和高可用性。

环境准备

硬件和网络要求

确保您的三台服务器满足以下最低硬件和网络要求：

• 服务器数量：3台

• CPU：每台至少4核

• 内存：每台至少16GB

• 存储：每台至少200GB自由空间（建议使用SSD以提升I/O性能）

• 网络：内部网络带宽至少1Gbps，确保节点间数据同步的效率

• IP地址：每台服务器分配静态IP

• 主机名规划：

  节点角色	主机名	IP地址
  主节点	gauss-primary	192.168.1.101
  备节点1	gauss-standby1	192.168.1.102
  备节点2	gauss-standby2	192.168.1.103

操作系统准备

• 操作系统：Kylin V10（建议使用最新稳定版本）
• 用户权限：具备root权限或具有sudo权限的用户
• 系统更新：在所有节点上执行系统更新，确保系统包为最新版本。

  sudo yum update -y  # RHEL/CentOS基于的Kylin版本
  sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade -y  # Debian/Ubuntu基于的Kylin版本（视具体Kylin版本而定）
  

节点规划

假设有三台服务器，具体信息如下：

节点角色	主机名	IP地址
主节点	gauss-primary	192.168.1.101
备节点1	gauss-standby1	192.168.1.102
备节点2	gauss-standby2	192.168.1.103

安装与配置步骤

节点前置准备

在所有节点上执行以下步骤：

1. 设置主机名与IP映射

   编辑/etc/hosts文件，添加所有节点的信息，确保所有节点能够通过主机名互相解析。

   sudo vi /etc/hosts
   

   添加以下内容：

   192.168.1.101  gauss-primary
   192.168.1.102  gauss-standby1
   192.168.1.103  gauss-standby2
   

2. 关闭防火墙和SELinux

   根据实际需求，您可以选择关闭防火墙和SELinux，以避免网络访问受限。注意：生产环境中建议正确配置防火墙规则和SELinux策略以保障安全。

   sudo systemctl stop firewalld
   sudo systemctl disable firewalld
   sudo setenforce 0
   sudo vi /etc/selinux/config  # 将 SELINUX 设置为 disabled
   

3. 安装必要依赖包

   在所有节点上安装OpenGauss所需的依赖包。

   sudo yum install -y gcc make libaio libaio-devel zlib zlib-devel python3
   

   如果您的Kylin V10基于Debian/Ubuntu，请使用以下命令：

   sudo apt-get install -y gcc make libaio-dev zlib1g zlib1g-dev python3
   

安装OpenGauss

1. 下载OpenGauss安装包

   前往OpenGauss官方网站下载适用于Kylin V10的安装包。假设下载的是RPM包。

   在主节点上执行：

   wget https://opengauss-website-url/releases/openGauss-x.x.x-rpm.tar.gz
   tar -zxvf openGauss-x.x.x-rpm.tar.gz
   cd openGauss-x.x.x-rpm
   

2. 安装OpenGauss

   在主节点上执行：

   sudo yum localinstall -y openGauss-x.x.x-rpm/*.rpm
   

   注意：请确保在所有节点上安装相同版本的OpenGauss包，以避免兼容性问题。

配置SSH免密登录

为了实现主节点与备节点间的无密码SSH访问，执行以下步骤：

1. 在主节点生成SSH密钥对

   sudo su - dbuser  # 切换到数据库用户，如果尚未存在，请创建
   ssh-keygen -t rsa -b 2048
   

   按提示操作，通常不设置密码（直接回车）。

2. 将公钥分发到所有节点

   ssh-copy-id dbuser@gauss-primary
   ssh-copy-id dbuser@gauss-standby1
   ssh-copy-id dbuser@gauss-standby2
   

   注意：确保所有节点间的SSH连接无密码，以便进行自动化的节点管理。

初始化并配置集群

1. 在主节点上初始化数据库集群

   sudo su - dbuser
   export GAUSSHOME=/usr/local/openGauss  # 根据实际安装路径调整
   export PATH=$GAUSSHOME/bin:$PATH
   gs_initdb -D /data/openGauss/data --nodename=gauss-primary
   

   创建数据目录并初始化集群配置。

2. 编辑配置文件

   在主节点上编辑postgresql.conf和pg_hba.conf文件。

   • postgresql.conf

     vi /data/openGauss/data/postgresql.conf
     

     修改或添加以下配置：

     listen_addresses = '*'
     port = 5432
     max_connections = 1000
     shared_buffers = 256MB
     wal_level = replica
     max_wal_senders = 10
     hot_standby = on
     

   • pg_hba.conf

     vi /data/openGauss/data/pg_hba.conf
     

     添加以下内容，允许从节点进行复制连接：

     host    replication     replicator       192.168.1.101/32          md5
     host    replication     replicator       192.168.1.102/32          md5
     host    replication     replicator       192.168.1.103/32          md5
     host    all             all               0.0.0.0/0               md5
     

3. 创建复制用户

   在主节点上创建用于数据复制的用户。

   gsql -d postgres -p 5432
   

   进入gsql命令行后，执行以下命令：

   CREATE USER replicator WITH REPLICATION PASSWORD 'your_secure_password';
   \q
   

4. 配置集群节点

   创建集群配置文件cluster_config.conf，用于定义集群中的各个节点。

   vi /data/openGauss/data/cluster_config.conf
   

   添加以下内容：

   node1=gauss-primary:192.168.1.101
   node2=gauss-standby1:192.168.1.102
   node3=gauss-standby2:192.168.1.103
   

5. 在备节点上初始化数据目录

   在备节点1和备节点2上执行以下步骤：

   sudo su - dbuser
   export GAUSSHOME=/usr/local/openGauss
   export PATH=$GAUSSHOME/bin:$PATH
   gs_initdb -D /data/openGauss/data --nodename=gauss-standby1  # 备节点2使用 --nodename=gauss-standby2
   

6. 配置备节点的postgresql.conf

   在每个备节点上编辑postgresql.conf文件。

   vi /data/openGauss/data/postgresql.conf
   

   修改或添加以下配置：

   listen_addresses = '*'
   port = 5432
   max_connections = 1000
   shared_buffers = 256MB
   wal_level = replica
   max_wal_senders = 10
   hot_standby = on
   primary_conninfo = 'host=192.168.1.101 port=5432 user=replicator password=your_secure_password'
   standby_mode = on
   

7. 配置备节点的pg_hba.conf

   在每个备节点上编辑pg_hba.conf文件。

   vi /data/openGauss/data/pg_hba.conf
   

   添加以下内容，允许主节点连接进行数据复制：

   host    replication     replicator       192.168.1.101/32          md5
   

8. 启动主节点

   在主节点上启动OpenGauss数据库：

   gs_ctl start -D /data/openGauss/data -M primary
   

9. 启动备节点

   在备节点1和备节点2上启动OpenGauss数据库：

   gs_ctl start -D /data/openGauss/data -M standby
   

启动集群并验证

1. 检查主节点状态

   在主节点上执行：

   gs_ctl status -D /data/openGauss/data
   

   确认数据库处于Primary状态。

2. 检查备节点状态

   在每个备节点上执行：

   gs_ctl status -D /data/openGauss/data
   

   确认数据库处于Standby状态。

3. 验证集群复制

   在主节点上使用gsql连接数据库，并查看复制状态：

   gsql -d postgres -p 5432
   

   执行以下SQL命令：

   SELECT * FROM pg_stat_replication;
   

   应显示两个备节点的复制信息。

集成Kylin V10系统

将OpenGauss集群与Kylin V10集成，可以实现强大的数据分析和处理功能。以下是基本的集成步骤：

1. 安装Kylin V10

   根据Kylin V10的官方文档，在一台独立服务器或集群中安装Kylin V10。

2. 配置数据源

   在Kylin V10管理界面中，添加OpenGauss集群作为数据源。提供以下信息：

   • 数据源名称：OpenGauss-Cluster
   • 数据库类型：PostgreSQL（OpenGauss基于PostgreSQL）
   • 主机名：192.168.1.101（或HAProxy的IP地址）
   • 端口：5432
   • 数据库名称：your_database
   • 用户名：kylin_user
   • 密码：kylin_password

3. 测试连接

   在Kylin管理界面中，测试数据源连接，确保连接成功。

4. 导入数据模型

   在Kylin中创建立方体（Cube），定义维度和度量，导入来自OpenGauss的数据模型。

5. 构建和查询立方体

   构建Kylin立方体，以加速数据查询和分析。完成后，可以通过Kylin的分析工具进行数据查询和报表生成。

高可用性与负载均衡配置

为了确保集群的高可用性和负载均衡，建议采用以下策略：

1. 配置故障转移

使用Pacemaker和Corosync等高可用集群管理工具，监控主节点状态，自动切换到备节点。

安装Pacemaker和Corosync

在所有节点上执行：

sudo yum install -y pacemaker corosync pcs

配置Corosync

编辑Corosync配置文件/etc/corosync/corosync.conf，根据实际网络配置调整。

vi /etc/corosync/corosync.conf

示例配置：

totem {
    version: 2
    secauth: on
    cluster_name: gauss_cluster
    transport: udpu
    interface {
        ringnumber: 0
        bindnetaddr: 192.168.1.0
        mcastport: 5405
    }
}

logging {
    fileline: off
    to_stderr: no
    to_logfile: yes
    logfile: /var/log/corosync/corosync.log
    debug: off
    timestamp: on
}

启动并启用服务：

sudo systemctl start corosync
sudo systemctl enable corosync

配置Pacemaker

初始化Pacemaker集群：

sudo pcs cluster auth gauss-primary gauss-standby1 gauss-standby2 -u hacluster -p your_password
sudo pcs cluster setup --name gauss_cluster gauss-primary gauss-standby1 gauss-standby2
sudo pcs cluster start --all
sudo pcs cluster enable --all

2. 设置负载均衡

部署HAProxy作为连接池和负载均衡器，分发客户端请求到不同节点。

安装HAProxy

sudo yum install -y haproxy

配置HAProxy

编辑/etc/haproxy/haproxy.cfg：

global
    log 127.0.0.1 local0
    maxconn 4096
    user haproxy
    group haproxy
    daemon

defaults
    log     global
    mode    tcp
    option  tcplog
    option  dontlognull
    timeout connect 10s
    timeout client  1m
    timeout server  1m

frontend postgres_front
    bind *:5432
    default_backend postgres_back

backend postgres_back
    balance roundrobin
    option tcp-check
    tcp-check connect
    tcp-check send "SELECT 1\r\n"
    tcp-check expect binary 1
    server primary 192.168.1.101:5432 check
    server standby1 192.168.1.102:5432 check
    server standby2 192.168.1.103:5432 check

启动并启用HAProxy：

sudo systemctl start haproxy
sudo systemctl enable haproxy

3. 配置监控与报警

使用Prometheus和Grafana监控集群状态，设置Alertmanager进行报警和通知。

安装Prometheus

按照Prometheus官方文档进行安装和配置。

安装Grafana

按照Grafana官方文档进行安装和配置。

配置数据源和仪表盘

在Grafana中添加Prometheus作为数据源，导入OpenGauss和系统监控相关的仪表盘模板。

维护与监控

日常维护

• 备份与恢复：定期备份数据库，并测试恢复流程。可以使用OpenGauss自带的备份工具gs_backup和gs_restore。
• 日志管理：定期检查数据库日志和系统日志，及时发现并解决潜在问题。
• 安全更新：保持系统和软件的最新安全更新，防止漏洞被利用。

监控

• 资源监控：使用Prometheus监控CPU、内存、磁盘和网络使用情况。
• 数据库监控：监控数据库连接数、查询性能、复制状态等。
• 警报设置：配置Grafana的报警规则，及时通知系统管理员。

常见问题与解决

1. 集群无法启动

原因：

• 数据目录权限不正确
• 配置文件错误

解决方案：

• 确保数据目录的所有者为dbuser用户，并具有适当的权限。

  sudo chown -R dbuser:dbuser /data/openGauss/data
  

• 检查postgresql.conf和pg_hba.conf文件的配置是否正确，无语法错误。

2. 复制延迟或失败

原因：

• 网络延迟或不稳定
• 复制用户权限不足

解决方案：

• 检查节点间的网络连接，确保响应时间正常，无丢包现象。

  ping 192.168.1.101  # 从备节点测试连接到主节点
  

• 确认复制用户replicator具有复制权限，并密码正确。

  \du
  

  确认replicator用户具有REPLICATION权限。

3. 客户端无法连接到集群

原因：

• 防火墙阻挡端口
• HAProxy配置错误

解决方案：

• 配置防火墙，允许HAProxy监听的端口（默认5432）流量。

  sudo firewall-cmd --permanent --add-port=5432/tcp
  sudo firewall-cmd --reload
  

• 检查HAProxy配置是否正确，并确保HAProxy服务正常运行。

  sudo systemctl status haproxy
  

4. 性能瓶颈

原因：

• 硬件资源不足
• 数据库配置不当

解决方案：

• 优化数据库配置：调整OpenGauss参数，如shared_buffers、work_mem、max_connections等，以适应实际负载。

  shared_buffers = 512MB
  work_mem = 64MB
  max_connections = 2000
  

• 硬件升级：增加服务器的CPU核心数、内存容量或使用更快的存储设备（如SSD）。
• 查询优化：分析并优化低效的SQL查询，使用索引等手段提升查询性能。

5. 安全问题

原因：

• 默认设置未加固
• 未及时应用安全补丁

解决方案：

• 加固数据库安全：
  • 使用强密码策略，避免使用默认密码。
  • 限制数据库用户的权限，仅授予必要的权限。
  • 使用SSL/TLS加密数据库连接。
• 系统安全：
  • 定期更新操作系统和OpenGauss软件，应用安全补丁。
  • 配置防火墙策略，限制不必要的网络端口访问。

总结

通过本指南，您已经掌握了在Kylin V10操作系统下，基于三节点构建OpenGauss分布式集群的完整流程。从环境准备、OpenGauss的安装与配置，到集群的高可用性和负载均衡配置，以及与Kylin V10系统的集成，均提供了详细的步骤和注意事项。

在实际部署过程中，建议同时参考OpenGauss和Kylin V10的官方文档，以获取最新的安装和配置指导。同时，根据企业的具体业务需求和负载情况，进行合理的性能优化和安全配置，以充分发挥OpenGauss集群的优势，保障数据库系统的稳定运行和数据安全。

通过构建这样的分布式集群，您将能够处理大规模的数据分析任务，提升数据处理效率，支持企业的业务增长和决策需求。