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7.5. Debezium コネクターを実行するための PostgreSQL の設定

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本リリースの Debezium では、ネイティブの pgoutput 論理レプリケーションストリームのみがサポートされます。pgoutput プラグインを使用するように PostgreSQL を設定するには、レプリケーションスロットを有効にし、レプリケーションの実行に必要な権限を持つユーザーを設定します。

詳細は以下を参照してください。

7.5.1. Debezium pgoutput プラグインのレプリケーションスロットの設定

PostgreSQL の論理デコード機能はレプリケーションスロットを使用します。レプリケーションスロットを設定するには、postgresql.conf ファイルに以下を指定します。

wal_level=logical
max_wal_senders=1
max_replication_slots=1

これらの設定は、PostgreSQL サーバーを以下のように指示します。

  • wal_level - 先行書き込みログで論理デコードを使用します。
  • max_wal_senders - WAL 変更の処理に、1 つの個別プロセスの最大を使用します。
  • max_replication_slots - WAL の変更をストリーミングするために作成される 1 つのレプリケーションスロットの最大を許可します。

レプリケーションスロットは、Debezium の停止中でも Debezium に必要なすべての WAL エントリーを保持することが保証されいます。したがって、以下の点を避けるために、レプリケーションスロットを注意して監視することが重要になります。

  • 過剰なディスク消費量。
  • レプリケーションスロットが長期間使用されないと発生する可能性がある、あらゆる状態 (カタログの肥大化など)。

詳細は、レプリケーションスロットに関する PostgreSQL のドキュメント を参照してください。

注記

PostgreSQL ログ先行書き込みの設定 や仕組みを理解していると、Debezium PostgreSQL コネクターを使用する場合に役立ちます。

7.5.2. Debezium コネクターの PostgreSQL パーミッションの設定

PostgreSQL サーバーを設定して Debezium コネクターを実行するには、レプリケーションを実行できるデータベースユーザーが必要です。レプリケーションは、適切なパーミッションを持つデータベースユーザーのみが実行でき、設定された数のホストに対してのみ実行できます。

セキュリティーで説明されているように、スーパーユーザーはデフォルトで必要な REPLICATION および LOGIN ロールを持っていますが、Debezium レプリケーションユーザーの権限を昇格しないことが推奨されます。代わりに、必要最低限の特権を持つ Debezium ユーザーを作成します。

前提条件

  • PostgreSQL の管理者権限。

手順

  1. ユーザーにレプリケーションの権限を付与するには、少なくとも REPLICATION および LOGIN権限を持つ PostgreSQL ロールを定義し、そのロールをユーザーに付与します。以下に例を示します。

    CREATE ROLE <name> REPLICATION LOGIN;

7.5.3. Debezium が PostgreSQL パブリケーションを作成できるように権限を設定

Debezium は、PostgreSQL ソーステーブルの変更イベントを、テーブル用に作成された パブリケーション からストリーミングします。パブリケーションには、1 つ以上のテーブルから生成される変更イベントのフィルターされたセットが含まれます。各パブリケーションのデータは、パブリケーションの仕様に基づいてフィルターされます。この仕様は、PostgreSQL データベース管理者または Debezium コネクターが作成できます。Debezium PostgreSQL コネクターに、パブリケーションの作成やレプリケートするデータの指定を許可するには、コネクターはデータベースで特定の権限で操作する必要があります。

パブリケーションの作成方法を決定するオプションは複数あります。通常、コネクターを設定する前に、キャプチャーするテーブルのパブリケーションを手動で作成することが推奨されます。しかし、Debezium がパブリケーションを自動的に作成し、それに追加するデータを指定できるように、ご使用の環境を設定できます。

Debezium は include list および exclude list プロパティーを使用して、データがパブリケーションに挿入される方法を指定します。Debezium がパブリケーションを作成できるようにするオプションの詳細は、publication.autocreate.modeを参照してください。

Debezium が PostgreSQL パブリケーションを作成するには、以下の権限を持つユーザーとして実行する必要があります。

  • パブリケーションにテーブルを追加するためのデータベースのレプリケーション権限。
  • パブリケーションを追加するためのデータベースの CREATE 権限。
  • 最初のテーブルデータをコピーするためのテーブルの SELECT 権限。テーブルの所有者には、テーブルに対する SELECT 権限が自動的に付与されます。

テーブルをパブリケーションに追加する場合は、ユーザーはテーブルの所有者である必要があります。ただし、ソーステーブルはすでに存在するため、元の所有者と所有権を共有する仕組みが必要です。共有所有権を有効にするには、PostgreSQL レプリケーショングループを作成した後、既存のテーブルの所有者とレプリケーションユーザーをそのグループに追加します。

手順

  1. レプリケーショングループを作成します。

    CREATE ROLE <replication_group>;
  2. テーブルの元の所有者をグループに追加します。

    GRANT REPLICATION_GROUP TO <original_owner>;
  3. Debezium レプリケーションユーザーをグループに追加します。

    GRANT REPLICATION_GROUP TO <replication_user>;
  4. テーブルの所有権を <replication_group> に移します。

    ALTER TABLE <table_name> OWNER TO REPLICATION_GROUP;

Debezium がキャプチャ設定を指定するためには、の値が publication.autocreate.modefiltered に設定する必要があります。

7.5.4. Debezium コネクターホストでのレプリケーションを許可するように PostgreSQL を設定

Debezium による PostgreSQL データのレプリケーションを可能にするには、データベースを設定し、PostgreSQL コネクターを実行するホストでのレプリケーションを許可する必要があります。データベースとのレプリケーションが許可されるクライアントを指定するには、エントリーを PostgreSQL ホストベースの認証ファイル pg_hba.conf に追加します。pg_hba.conf ファイルの詳細は、the PostgreSQL のドキュメントを参照してください。

手順

  • pg_hba.conf ファイルにエントリーを追加して、データベースホストでレプリケートできる Debezium コネクターホストを指定します。以下に例を示します。

    pg_hba.conf ファイルの例です。

    local   replication     <youruser>                          trust   1
    host    replication     <youruser>  127.0.0.1/32            trust   2
    host    replication     <youruser>  ::1/128                 trust   3

    表7.25 pg_hba.conf 設定の説明
    項目説明

    1

    ローカル (つまりサーバーマシン上) で <youruser> のレプリケーションを許可するようにサーバーに指示します。

    2

    IPV4 を使用してレプリケーションの変更を受信することを、localhost<youruser> に許可するようサーバーに指示します。

    3

    IPV6 を使用したレプリケーション変更の受信を localhost<youruser> に許可するようサーバーに指示します。

注記

ネットワークマスクの詳細は、PostgreSQL のドキュメント を参照してください。

7.5.5. Debezium WAL ディスク領域の消費を管理するための PostgreSQL の設定

場合によっては、WAL ファイルによって使用される PostgreSQL ディスク領域が、異常に急上昇したり増加することがあります。このような場合、いくつかの理由が考えられます。

  • コネクターがデータを受信した最大の LSN は、サーバーの pg_replication_slots ビューの confirmed_flush_lsn 列で確認できます。この LSN よりも古いデータは利用できず、データベースがディスク領域を解放します。

    また、pg_replication_slots ビューの restart_lsn 列には、コネクターが必要とする可能性のある最も古い WAL の LSN が含まれています。confirmed_flush_lsn の値が定期的に増加し、restart_lsn の値に遅延が発生する場合は、データベースは領域を解放する必要があります。

    データベースは、通常バッチブロックでディスク領域を解放します。これは想定内の動作であり、ユーザーによるアクションは必要ありません。

  • 追跡されるデータベースには多くの更新がありますが、一部の更新のみがコネクターの変更をキャプチャーするテーブルおよびスキーマに関連します。この状況は、定期的なハートビートイベントで簡単に解決できます。コネクターの heartbeat.interval.ms コネクター設定プロパティーを設定します。

    注記

    コネクターがハートビートテーブルからイベントを検出して処理するには、publication.name プロパティーで指定された PostgreSQL パブリケーションにテーブルを追加する必要があります。このパブリケーションが Debezium のデプロイメント以前のものである場合、コネクターは定義されたとおりにパブリケーションを使用します。パブリケーションがデータベース内の FOR ALL TABLES の変更を自動的にレプリケートするように設定されていない場合は、次のように、ハートビートテーブルをパブリケーションに明示的に追加する必要があります。

    ALTER PUBLICATION <publicationName> ADD TABLE <heartbeatTableName>;

  • PostgreSQL インスタンスには複数のデータベースが含まれ、その 1 つがトラフィックが多いデータベースです。Debezium は、他のデータベースと比較して、トラフィックが少ない別のデータベースで変更をキャプチャーします。レプリケーションスロットがデータベースごとに機能し、Debezium が呼び出しされないため、Debezium は LSN を確認できません。WAL はすべてのデータベースで共有されているため、Debezium が変更をキャプチャーするデータベースによってイベントが出力されるまで、使用量が増加する傾向にあります。これに対応するには、以下を行う必要があります。

    • heartbeat.interval.ms コネクター設定プロパティーを使用して、定期的なハートビートレコードの生成を有効にします。
    • Debezium が変更をキャプチャーするデータベースから変更イベントを定期的に送信します。

    新しい行を挿入したり、同じ行を定期的に更新することで、別のプロセスがテーブルを定期的に更新します。次に PostgreSQL は Debezium を呼び出して、最新の LSN を確認し、データベースが WAL 領域を解放できるようにします。このタスクは、heartbeat.action.query コネクター設定プロパティーを使用して自動化できます。

同じデータベースサーバーに対する複数のコネクターの設定

Debezium はレプリケーションスロットを使用してデータベースから変更をストリーミングします。これらのレプリケーションスロットは、LSN (ログシーケンス番号) の形式で現在の位置を維持します。LSN は、Debezium コネクターによって使用される WAL 内の場所へのポインターです。これは、PostgreSQL が Debezium によって処理されるまで WAL を利用可能な状態に保つのに役立ちます。1 つのコンシューマーまたはプロセスに対して、1 つのレプリケーションスロットのみ存在できます。異なるコンシューマーごとに状態が異なる、異なる位置からのデータを必要とする可能性があるためです。

レプリケーションスロットは 1 つのコネクターでのみ使用できるため、Debezium コネクターごとに一意のレプリケーションスロットを作成することが重要です。ただし、コネクターがアクティブでない場合、Postgres は他のコネクターがレプリケーションスロットを消費できるようにする場合があります。これは、スロットが各変更を 1 回だけ発行するため、データ損失につながり、危険を伴う可能性があります (詳細参照)。

Debezium は、レプリケーションスロットに加えて、pgoutput プラグインを使用するときにパブリケーションを使用してイベントをストリーミングします。レプリケーションスロットと同様に、パブリケーションはデータベースレベルであり、一連のテーブルに対して定義されます。そのため、コネクターが同じテーブルセットで作業しない限り、各コネクターに固有のパブリケーションが必要になります。Debezium がパブリケーションを作成できるようにするオプションの詳細は、publication.autocreate.mode を参照してください。

各コネクターの一意のレプリケーションスロット名とパブリケーション名を設定する方法は、slot.name および publication.name を参照してください。

7.5.6. Debezium がキャプチャーする PostgreSQL データベースのアップグレード

Debezium が使用する PostgreSQL データベースをアップグレードする場合は、データ損失を防止し、Debezium が確実に動作し続けるように、特定の手順を実行する必要があります。一般的に、Debezium はネットワーク障害やその他の機能停止による中断に対して耐性があります。たとえば、コネクターが監視しているデータベースサーバーが停止またはクラッシュした場合、コネクターは PostgreSQL サーバーとの通信を再確立した後、ログシーケンス番号 (LSN) オフセットによって記録された最後の位置から読み取りを続けます。コネクターは、最後に記録されたオフセットに関する情報を Kafka Connect オフセットトピックから取得し、設定された PostgreSQL レプリケーションスロットに対して同じ値のログシーケンス番号 (LSN) をクエリーします。

コネクターを起動して PostgreSQL データベースから変更イベントをキャプチャーするには、レプリケーションスロットが存在する必要があります。ただし、PostgreSQL アップグレードプロセスの一部として、レプリケーションスロットは削除され、アップグレードの完了後に元のスロットは復元されません。その結果、コネクターが再起動してレプリケーションスロットからの最後の既知のオフセットを要求すると、PostgreSQL で、情報を返すことができません。

新しいレプリケーションスロットを作成することもできますが、データが損失されないようにするには、新しいスロットを作成する必要があります。新しいレプリケーションスロットは、スロットの作成後に発生した変更に対してのみ LSN を提供できます。アップグレード前に発生したイベントのオフセットは、提供できません。コネクターが再起動すると、最初に Kafka オフセットトピックから最後の既知のオフセットを要求します。次に、要求をレプリケーションスロットに送信し、オフセットトピックから取得したオフセットの情報を返します。ただし、新しいレプリケーションスロットは、コネクターが想定の位置からストリーミングを再開するために必要な情報を提供できません。その後、コネクターはログ内の既存の変更イベントをスキップし、ログ内の最新の位置からのみストリーミングを再開します。これにより、通知なしにデータ損失が発生する可能性があります。コネクターは、スキップされたイベントのレコードを出力せず、イベントがスキップされたことを示す情報も提供しません。

データ損失のリスクを最小限に抑えながら Debezium がイベントのキャプチャーを継続できるように PostgreSQL データベースのアップグレードを実行する方法は、次の手順を参照してください。

手順

  1. データベースに書き込むアプリケーションを一時的に停止するか、読み取り専用モードにします。
  2. データベースをバックアップします。
  3. データベースへの書き込みアクセスを一時的に無効にします。
  4. 書き込み操作をブロックする前にデータベースで発生した変更が先行書き込みログ (WAL) に保存されていること、および WAL LSN がレプリケーションスロットに反映されていることを確認します。
  5. レプリケーションスロットに書き込まれるすべてのイベントレコードをキャプチャーするのに十分な時間をコネクターに提供します。
    この手順により、ダウンタイム前に発生したすべての変更イベントが考慮され、Kafka に保存されるようになります。
  6. フラッシュされた LSN の値をチェックして、コネクターがレプリケーションスロットからのエントリーの消費を終了したことを確認します。
  7. Kafka Connect を停止して、コネクターを正常にシャットダウンします。
    Kafka Connect はコネクターを停止し、すべてのイベントレコードを Kafka にフラッシュし、各コネクターから受信した最後のオフセットを記録します。

    注記

    Kafka Connect クラスター全体を停止する代わりに、コネクターを削除することで停止できます。オフセットトピックは、他の Kafka コネクターと共有される可能性があるため、削除しないでください。後で、データベースへの書き込みアクセスを復元し、コネクターを再起動する準備ができたら、コネクターを再作成する必要があります。

  8. PostgreSQL 管理者として、プライマリーデータベースサーバーのレプリケーションスロットを削除します。slot.drop.on.stop プロパティーを使用して、レプリケーションスロットを削除しないでください。このプロパティーはテスト専用です。
  9. データベースを停止します。
  10. pg_upgradepg_dumppg_restore など、承認された PostgreSQL アップグレード手順を使用してアップグレードを実行します。
  11. (オプション) 標準の Kafka ツールを使用して、オフセットストレージトピックからコネクターオフセットを削除します。
    コネクターオフセットを削除する方法の例は、Debezium コミュニティー FAQ の コネクターオフセットを削除する方法 を参照してください。
  12. データベースを再起動します。
  13. PostgreSQL 管理者として、データベース上に Debezium 論理レプリケーションスロットを作成します。データベースへの書き込みを有効にする前に、スロットを作成する必要があります。そうしないと、Debezium は変更をキャプチャーできず、データが失われます。

    レプリケーションスロットの設定に関する詳細は、「Debezium pgoutput プラグインのレプリケーションスロットの設定」 を参照してください。

  14. Debezium がキャプチャーするテーブルを定義するパブリケーションがアップグレード後も存在することを確認します。パブリケーションが利用できない場合は、PostgreSQL 管理者としてデータベースに接続し、新しいパブリケーションを作成します。
  15. 前の手順で新しいパブリケーションを作成する必要があった場合は、Debezium コネクター設定を更新して、新しいパブリケーションの名前を Publication.name プロパティーに追加します。
  16. コネクター設定で、コネクターの名前を変更します。
  17. コネクター設定で、slot.name を Debezium レプリケーションスロットの名前に設定します。
  18. 新規レプリケーションスロットが利用可能であることを確認します。
  19. データベースへの書き込みアクセスを復元し、データベースに書き込んだアプリケーションを再起動します。
  20. コネクター設定で、snapshot.mode プロパティーを never に設定し、コネクターを再起動します。

    注記

    手順 6 で Debezium がデータベース変更の読み取りをすべて完了したことを確認できなかった場合は、snapshot.mode=initial を設定して新しいスナップショットを実行するようにコネクターを設定できます。必要に応じて、アップグレード直前に取得したデータベースのバックアップの内容をチェックして、コネクターがレプリケーションスロットからすべての変更を読み取るかどうかを確認できます。

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