【华为根技术】openGauss主备HA部署之集群管理组件笔记

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Jack20 发表于 2025/11/26 17:19:27 2025/11/26
【摘要】 一、集群管理组件整体定位openGauss 主备 HA（高可用）集群的核心目标是保障数据库服务持续可用，集群管理组件是实现这一目标的核心支撑，主要承担以下职责：集群节点状态监控（主备节点存活、服务健康度）主备角色管理（主节点选举、角色切换触发）数据一致性保障（主备数据同步协调）集群运维操作支持（启动、停止、扩容、故障恢复）二、核心组件详解2.1 集群管理工具（gs_om）2.1.1 功能定位...

一、集群管理组件整体定位

openGauss 主备 HA（高可用）集群的核心目标是保障数据库服务持续可用，集群管理组件是实现这一目标的核心支撑，主要承担以下职责：
  1. 集群节点状态监控（主备节点存活、服务健康度）
  2. 主备角色管理（主节点选举、角色切换触发）
  3. 数据一致性保障（主备数据同步协调）
  4. 集群运维操作支持（启动、停止、扩容、故障恢复）

二、核心组件详解

2.1 集群管理工具（gs_om）

2.1.1 功能定位

openGauss 集群的命令行运维入口，负责集群全生命周期的管理操作，是用户与集群交互的核心工具。

2.1.2 核心功能

功能分类
关键命令
作用说明
集群状态查询
gs_om -t status
查看集群节点状态、主备角色、同步状态
集群启停
gs_om -t start/stop
启动 / 停止整个集群（含所有节点服务）
节点管理
gs_om -t addnode/delnode
集群扩容（新增备节点）/ 缩容（删除备节点）
参数管理
gs_om -t reload
重载集群配置参数（无需重启集群生效）
故障处理
gs_om -t recover
集群故障后恢复（如备节点故障重建）

2.1.3 关键注意事项

执行命令需使用 root 或集群安装用户（如 omm），且需在集群安装节点（主部署节点）执行

敏感操作（如删除节点、强制切换）需确认集群状态正常，避免数据丢失

2.2 集群管理服务（Cluster Manager，CM）

2.2.1 功能定位

集群的 “大脑”，后台常驻服务，负责主备节点状态监控、故障检测、自动切换决策，是 HA 高可用的核心执行组件。

 

2.2.2 核心机制

心跳检测机制：主备节点之间通过 TCP 协议周期性发送心跳包（默认间隔 1 秒）；若 CM 连续 3 次（可配置）未收到主节点心跳，判定主节点故障

主备选举机制：主节点故障时，CM 根据 “最大日志序号优先” 原则选举新主（确保数据最新的备节点成为主节点）；支持手动触发选举（gs_ctl switchover）和自动选举（故障场景）

角色切换流程

 

 

2.2.3 核心配置参数（cluster_config.xml）

参数名
作用说明
默认值
调整建议
heartbeat_timeout
心跳超时时间（秒）
3
网络不稳定时可适当增大（如 5 秒）
switchover_strategy
切换策略
auto
生产环境建议保持 auto（自动切换）
max_sync_delay
最大同步延迟阈值（秒）
10
超过阈值触发告警，需检查网络或性能

2.3 全局事务管理器（GTM）

2.3.1 功能定位

保障集群分布式事务一致性的核心组件，主备 HA 集群中通常部署为GTM 主备模式（与数据库主备节点一一对应）。

2.3.2 核心作用

  1. 生成全局唯一的事务 ID（TXID）和快照
  1. 协调主备节点的事务可见性（确保主备节点对事务的判断一致）
  1. 主备切换时，GTM 同步切换，保障事务连续性

2.3.3 关键特性

  • GTM 主备与数据库主备同步切换，无需手动干预
  • 支持 “同步模式” 部署（GTM 主备数据实时同步），避免事务数据丢失

2.4 数据同步组件（WAL 日志同步）

2.4.1 功能定位

主备数据一致性的基础，通过同步 Write-Ahead Log（预写日志）实现备节点数据实时更新。

2.4.2 同步模式（HA 核心配置）

同步模式
特点说明
适用场景
同步模式（Synchronous）
主节点事务提交前，需确认备节点日志写入成功
核心业务，要求数据零丢失
异步模式（Asynchronous）
主节点事务提交无需等待备节点确认
非核心业务，追求高并发低延迟
半同步模式（Semi-Synchronous）
主节点等待备节点接收日志后提交
平衡数据安全性和性能

2.4.3 配置方式

通过postgresql.conf文件中的sync_standby_names参数配置：
  • 同步模式：sync_standby_names = 'standby1'（指定备节点名称）
  • 异步模式：sync_standby_names = ''
  • 半同步模式：sync_standby_names = 'FIRST 1 (standby1, standby2)'（至少一个备节点接收日志）

三、部署配置关键步骤

3.1 前置条件

  1. 主备节点网络互通（SSH 免密登录、端口开放：5432 数据库端口、26000 心跳端口等）
  1. 主备节点系统环境一致（操作系统版本、内存、磁盘配置）
  1. 已完成 openGauss 基础安装（主节点先安装，备节点通过扩容添加）

3.2 核心配置文件

cluster_config.xml：集群拓扑配置文件，记录主备节点 IP、端口、组件部署路径等

<Cluster>
  <Node Name="primary" IP="192.168.1.10" Port="5432" .../>
  <Node Name="standby1" IP="192.168.1.11" Port="5432" .../>
  <GTM>
    <Node Name="gtm_primary" IP="192.168.1.10" Port="20001"/>
    <Node Name="gtm_standby" IP="192.168.1.11" Port="20001"/>
  </GTM>
</Cluster>

postgresql.conf：数据库核心配置文件，配置同步模式、日志级别、连接数等

pg_hba.conf：访问控制配置文件，允许主备节点之间的数据库连接

 

3.3 部署流程（简要）

主节点安装 openGauss 基础服务

编辑 cluster_config.xml，配置备节点信息

执行gs_om -t addnode添加备节点，自动完成备节点安装和数据初始化

执行gs_om -t status验证主备状态（主节点状态为 Primary，备节点为 Standby）

测试数据同步：主节点创建表并插入数据，备节点查询验证

 

四、日常运维核心操作

4.1 集群状态检查

# 查看集群整体状态
gs_om -t status --detail

# 查看主备同步状态
gs_ctl query -D /opt/opengauss/data

正常状态标识：主节点Primary、备节点Standby、同步状态Normal

4.2 主备切换操作

4.2.1 手动切换

 
# 在主节点执行，切换主备角色
gs_ctl switchover -D /opt/opengauss/data

4.2.2 强制切换（主节点故障场景）

# 在备节点执行，强制提升为新主
gs_ctl promote -D /opt/opengauss/data
注意一下下：强制切换后需检查原主节点数据一致性，恢复后需重新加入集群作为备节点
 

4.3 故障处理示例

4.3.1 备节点故障恢复

# 1. 检查故障原因（日志路径：/opt/opengauss/log）
# 2. 修复故障后，执行恢复命令
gs_om -t recover -m standby

# 3. 验证备节点状态
gs_om -t status

4.3.2 主节点故障恢复

备节点自动提升为新主（CM 自动触发）

修复原主节点故障后，执行：

# 原主节点作为新备节点加入集群
gs_om -t recover -m primary

五、常见问题与排查思路

5.1 主备切换失败

  • 排查方向 1：备节点数据同步延迟过大（gs_om -t status查看同步延迟）
    • 解决：等待备节点同步完成后再切换，或检查网络带宽
  • 排查方向 2：CM 服务未正常运行（systemctl status opengauss-cm）
    • 解决：重启 CM 服务（systemctl restart opengauss-cm）

5.2 备节点无法同步数据

  • 排查方向 1：主备节点网络不通（ping、telnet 5432 端口）
    • 解决：检查防火墙规则，开放相关端口
  • 排查方向 2：同步模式配置错误（sync_standby_names参数）
    • 解决：修改 postgresql.conf，重载配置（gs_om -t reload）

5.3 集群启动失败

  • 排查方向 1：配置文件错误（cluster_config.xml 语法错误）
    • 解决：检查配置文件格式，参考官方模板
  • 排查方向 2：数据目录权限不足（集群用户无读写权限）
    • 解决：修改数据目录权限（chown -R omm:dbgrp /opt/opengauss/data）

六、学习总结

集群管理组件的核心是 “状态监控 + 角色管理 + 数据同步”，三者协同实现 HA 高可用
gs_om 是运维操作入口，CM 是自动故障处理核心，GTM 保障事务一致性，WAL 同步保障数据一致性 
部署和运维的关键是 “配置正确 + 状态监控 + 故障快速响应”，重点关注主备同步状态和 CM 服务可用性 
生产环境建议优先使用 “同步模式”，并定期演练主备切换，确保故障时能快速恢复
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