18.2. Создание кластера баз данных

Прежде чем вы сможете работать с базами данных, вы должны проинициализировать область хранения баз данных на диске. Мы называем это хранилище кластером баз данных. (В SQL применяется термин «кластер каталога».) Кластер баз данных представляет собой набор баз, управляемых одним экземпляром работающего сервера. После инициализации кластер будет содержать базу данных с именем postgres, предназначенную для использования по умолчанию утилитами, пользователями и сторонними приложениями. Сам сервер баз данных не требует наличия базы postgres, но многие внешние вспомогательные программы рассчитывают на её существование. При инициализации в каждом кластере создаётся ещё одна база, с именем template1. Как можно понять из имени, она применяется впоследствии в качестве шаблона создаваемых баз данных; использовать её в качестве рабочей не следует. (За информацией о создании новых баз данных в кластере обратитесь к Главе 22.)

С точки зрения файловой системы, кластер баз данных представляет собой один каталог, в котором будут храниться все данные. Мы называем его каталогом данных или областью данных. Где именно хранить данные, вы абсолютно свободно можете выбирать сами. Какого-либо стандартного пути не существует, но часто данные размещаются в /usr/local/pgsql/data или в /var/lib/pgsql/data. Для инициализации кластера баз данных применяется команда initdb, которая устанавливается в составе PostgreSQL. Расположение кластера базы данных в файловой системе задаётся параметром -D, например:

$ initdb -D /usr/local/pgsql/data

Заметьте, что эту команду нужно выполнять от имени учётной записи PostgreSQL, о которой говорится в предыдущем разделе.

Подсказка

В качестве альтернативы параметра -D можно установить переменную окружения PGDATA.

Также можно запустить команду initdb, воспользовавшись программой pg_ctl , примерно так:

$ pg_ctl -D /usr/local/pgsql/data initdb

Этот вариант может быть удобнее, если вы используете pg_ctl для запуска и остановки сервера (см. Раздел 18.3), так как pg_ctl будет единственной командой, с помощью которой вы будете управлять экземпляром сервера баз данных.

Команда initdb попытается создать указанный вами каталог, если он не существует. Конечно, она не сможет это сделать, если initdb не будет разрешено записывать в родительский каталог. Вообще рекомендуется, чтобы пользователь PostgreSQL был владельцем не только каталога данных, но и родительского каталога, так что такой проблемы быть не должно. Если же и нужный родительский каталог не существует, вам нужно будет сначала создать его, используя права root, если вышестоящий каталог защищён от записи. Таким образом, процедура может быть такой:

root# mkdir /usr/local/pgsql
root# chown postgres /usr/local/pgsql
root# su postgres
postgres$ initdb -D /usr/local/pgsql/data

Команда initdb не будет работать, если указанный каталог данных уже существует и содержит файлы; это мера предохранения от случайной перезаписи существующей инсталляции.

Так как каталог данных содержит все данные базы, очень важно защитить его от неавторизованного доступа. Для этого initdb лишает прав доступа к нему всех пользователей, кроме пользователя PostgreSQL и, возможно, его группы. Если группе разрешается доступ, то только для чтения. Это позволяет непривилегированному пользователю, входящему в одну группу с владельцем кластера, делать резервные копии данных кластера или выполнять другие операции, для которых достаточно доступа только для чтения.

Заметьте, чтобы корректно разрешить или запретить доступ группы к данным существующего кластера, необходимо выключить кластер и установить соответствующий режим для всех каталогов и файлов до запуска PostgreSQL. В противном случае в каталоге данных возможно смешение режимов. Для кластеров, к которым имеет доступ только владелец, требуется установить режим 0700 для каталогов и 0600 для файлов, а для кластеров, в которых также разрешается чтение группой, режим 0750 для каталогов и 0640 для файлов.

Однако, даже когда содержимое каталога защищено, если проверка подлинности клиентов настроена по умолчанию, любой локальный пользователь может подключиться к базе данных и даже стать суперпользователем. Если вы не доверяете другим локальным пользователям, мы рекомендуем использовать один из параметров команды initdb: -W, --pwprompt или --pwfile и назначить пароль суперпользователя баз данных. Кроме того, воспользуйтесь параметром -A md5 или -A password и отключите разрешённый по умолчанию режим аутентификации trust; либо измените сгенерированный файл pg_hba.conf после выполнения initdb, но перед тем, как запустить сервер в первый раз. (Возможны и другие разумные подходы — применить режим проверки подлинности peer или ограничить подключения на уровне файловой системы. За дополнительными сведениями обратитесь к Главе 20.)

Команда initdb также устанавливает для кластера баз данных локаль по умолчанию. Обычно она просто берёт параметры локали из текущего окружения и применяет их к инициализируемой базе данных. Однако можно выбрать и другую локаль для базы данных; за дополнительной информацией обратитесь к Разделу 23.1. Команда initdb задаёт порядок сортировки по умолчанию для применения в определённом кластере баз данных, и хотя новые базы данных могут создаваться с иным порядком сортировки, порядок в базах-шаблонах, создаваемых initdb, можно изменить, только если удалить и пересоздать их. Также учтите, что при использовании локалей, отличных от C и POSIX, возможно снижение производительности. Поэтому важно правильно выбрать локаль с самого начала.

Команда initdb также задаёт кодировку символов по умолчанию для кластера баз данных. Обычно она должна соответствовать кодировке локали. За подробностями обратитесь к Разделу 23.3.

Для локалей, отличных от C и POSIX, порядок сортировки символов зависит от системной библиотеки локализации, а он, в свою очередь, влияет на порядок ключей в индексах. Поэтому кластер нельзя перевести на несовместимую версию библиотеки ни путём восстановления снимка, ни через двоичную репликацию, ни перейдя на другую операционную систему или обновив её версию.

18.2.1. Использование дополнительных файловых систем

Во многих инсталляциях кластеры баз данных создаются не в «корневом» томе, а в отдельных файловых системах (томах). Если вы решите сделать так же, то не следует выбирать в качестве каталога данных самый верхний каталог дополнительного тома (точку монтирования). Лучше всего создать внутри каталога точки монтирования каталог, принадлежащий пользователю PostgreSQL, а затем создать внутри него каталог данных. Это исключит проблемы с разрешениями, особенно для таких операций, как pg_upgrade, и при этом гарантирует чистое поведение в случае, если дополнительный том окажется отключён.

18.2.2. Файловые системы

Вообще говоря, для PostgreSQL может использоваться любая файловая система с семантикой POSIX. Пользователи предпочитают различные файловые системы по самым разным причинам, в частности, по соображениям производительности, изученности или поддержки поставщиком. Как показывает практика, в результате лишь смены файловой системы или корректировки её параметров при прочих равных не следует ожидать значительного изменения производительности или поведения.

18.2.2.1. NFS

Каталог данных PostgreSQL может размещаться и в файловой системе NFS. PostgreSQL не подстраивается специально под NFS, что означает, что с NFS он работает точно так же, как и с локально подключёнными устройствами. PostgreSQL не использует такую функциональность файловых систем, которая имеет свои особенности в NFS, например блокировки файлов.

Единственное убедительное требование — используя NFS c PostgreSQL, монтируйте эту файловую систему в режиме hard. При использовании режима hard процессы могут «зависать» на неопределённое время в случае сетевых проблем, поэтому могут потребоваться особые меры контроля. В режиме soft системные вызовы будут прерываться в случаях перебоев в сети, но PostgreSQL не повторяет вызовы, прерванные таким образом, и это будет проявляться в ошибках ввода/вывода.

Использовать параметр монтирования sync не обязательно. Поведения режима async достаточно, так как PostgreSQL вызывает fsync в нужные моменты для сброса кеша записи (так же, как и с локальной файловой системой). Однако параметр sync настоятельно рекомендуется использовать при экспортировании файловой системы на сервере NFS в тех ОС, где он поддерживается (в основном это касается Linux). В противном случае не гарантируется, что в результате выполнения fsync или аналогичного вызова NFS-клиентом данные действительно окажутся в надёжном хранилище на сервере, вследствие чего возможно повреждение данных, как и при выключенном параметре fsync. Значения по умолчанию параметров монтирования и экспортирования меняются от производителя к производителю и от версии к версии, поэтому рекомендуется перепроверить их или, возможно, явно задать нужные значения во избежание неоднозначности.

В некоторых случаях внешнее устройство хранение может быть подключено по NFS или посредством низкоуровневого протокола, например iSCSI. В последнем случае такое хранилище представляется в виде блочного устройства, и на нём можно создать любую файловую систему. При этом администратору не придётся иметь дело со странностями NFS, но надо понимать, что сложности управления удалённым хранилищем в таком случае просто перемещаются на другие уровни.