Como Configurar a Replicação de Base de Dados para Alta Disponibilidade

Declaração do Problema

Precisa de garantir que a sua base de dados consegue lidar com falhas, disponibilizar escalabilidade de leitura e manter a durabilidade dos dados em vários servidores ou regiões.

Quando Utilizar Cada Padrão

Padrão	Caso de Utilização	Compromissos
Primary-Replica	Escalabilidade de leitura, failover simples	Atraso de replicação, failover manual
Multi-Primary	Escalabilidade de escrita, distribuição geográfica	Complexidade na resolução de conflitos
Synchronous	Zero perda de dados	Escritas mais lentas, requer baixa latência
Asynchronous	Maior desempenho	Potencial perda de dados em caso de falha

Replicação MySQL/Percona

Passo 1: Configurar o Servidor Primary

Edite /etc/my.cnf:

[mysqld]
server-id = 1
log_bin = /var/log/mysql/mysql-bin.log
binlog_format = ROW
binlog_do_db = myapp_production
sync_binlog = 1
innodb_flush_log_at_trx_commit = 1
# Replicação baseada em GTID (recomendada)
gtid_mode = ON
enforce_gtid_consistency = ON

Crie o utilizador de replicação:

CREATE USER 'replicator'@'replica-host' IDENTIFIED BY 'secure_password';
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'replicator'@'replica-host';
FLUSH PRIVILEGES;

Passo 2: Configurar o Servidor Replica

Edite /etc/my.cnf:

[mysqld]
server-id = 2
relay_log = /var/log/mysql/mysql-relay-bin.log
log_bin = /var/log/mysql/mysql-bin.log
binlog_format = ROW
read_only = ON
# Replicação baseada em GTID
gtid_mode = ON
enforce_gtid_consistency = ON

Passo 3: Inicializar a Replicação

Na réplica:

CHANGE MASTER TO
MASTER_HOST = 'primary-host',
MASTER_USER = 'replicator',
MASTER_PASSWORD = 'secure_password',
MASTER_AUTO_POSITION = 1;
START SLAVE;

Passo 4: Verificar o Estado da Replicação

SHOW SLAVE STATUS\G

Verifique:

• SlaveIORunning: Yes
• SlaveSQLRunning: Yes
• SecondsBehindMaster: 0 (ou próximo de 0)

Replicação Semi-Synchronous

Para garantias de durabilidade mais fortes:

No primary:

INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_master SONAME 'semisync_master.so';
SET GLOBAL rpl_semi_sync_master_enabled = 1;
SET GLOBAL rpl_semi_sync_master_timeout = 1000; -- 1 segundo

Na réplica:

INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_slave SONAME 'semisync_slave.so';
SET GLOBAL rpl_semi_sync_slave_enabled = 1;
STOP SLAVE IO_THREAD;
START SLAVE IO_THREAD;

Replicação Streaming do PostgreSQL

Passo 1: Configurar o Servidor Primary

Edite postgresql.conf:

wal_level = replica
max_wal_senders = 5
wal_keep_size = 1GB
synchronous_commit = on
synchronous_standby_names = 'standby1' # Para replicação síncrona

Edite pg_hba.conf:

host replication replicator replica-ip/32 scram-sha-256

Crie o utilizador de replicação:

CREATE ROLE replicator WITH REPLICATION LOGIN PASSWORD 'secure_password';

Passo 2: Criar Base Backup

Na réplica:

pg_basebackup -h primary-host -U replicator -D /var/lib/pgsql/data -Fp -Xs -P -R

A flag -R cria standby.signal e configura postgresql.auto.conf.

Passo 3: Configurar a Replica

Edite postgresql.conf (se necessário):

hot_standby = on
primary_conninfo = 'host=primary-host user=replicator password=secure_password'

Passo 4: Iniciar a Replica e Verificar

systemctl start postgresql
# No primary, verificar réplicas ligadas
SELECT * FROM pg_stat_replication;
# Na réplica, verificar o estado de recovery
SELECT pg_is_in_recovery();

Failover Automático com Patroni

Para produção, utilize o Patroni para failover automático:

# patroni.yml
scope: postgres-cluster
namespace: /service/
name: node1
restapi:
listen: 0.0.0.0:8008
connect_address: node1:8008
etcd:
hosts: etcd1:2379,etcd2:2379,etcd3:2379
bootstrap:
dcs:
ttl: 30
loop_wait: 10
retry_timeout: 10
maximum_lag_on_failover: 1048576
postgresql:
use_pg_rewind: true
parameters:
wal_level: replica
hot_standby: "on"
max_wal_senders: 5
max_replication_slots: 5
postgresql:
listen: 0.0.0.0:5432
connect_address: node1:5432
data_dir: /var/lib/postgresql/data
authentication:
replication:
username: replicator
password: secure_password
superuser:
username: postgres
password: admin_password

Replicação MySQL em Kubernetes

Utilizar o Percona Operator

apiVersion: pxc.percona.com/v1
kind: PerconaXtraDBCluster
metadata:
name: mysql-cluster
spec:
crVersion: 1.13.0
secretsName: mysql-secrets
pxc:
size: 3
image: percona/percona-xtradb-cluster:8.0
resources:
requests:
memory: 1G
cpu: 600m
volumeSpec:
persistentVolumeClaim:
resources:
requests:
storage: 100Gi
haproxy:
enabled: true
size: 2
image: percona/percona-xtradb-cluster-operator:1.13.0-haproxy
proxysql:
enabled: false

String de Ligação

mysql://user:password@mysql-cluster-haproxy:3306/database

Replicação PostgreSQL em Kubernetes

Utilizar o CloudNativePG Operator

apiVersion: postgresql.cnpg.io/v1
kind: Cluster
metadata:
name: postgres-cluster
spec:
instances: 3
postgresql:
parameters:
max_connections: "300"
shared_buffers: "256MB"
storage:
size: 100Gi
storageClass: fast-ssd
backup:
barmanObjectStore:
destinationPath: s3://backups/postgres
s3Credentials:
accessKeyId:
name: s3-creds
key: ACCESS_KEY_ID
secretAccessKey:
name: s3-creds
key: SECRET_ACCESS_KEY

Monitorização da Replicação

Métricas-Chave a Monitorizar

1. Atraso de Replicação

``` sql -- MySQL SHOW SLAVE STATUS\G -- Verificar SecondsBehindMaster

-- PostgreSQL SELECT clientaddr, state, sentlsn, writelsn, flushlsn, replaylsn, pgwallsndiff(sentlsn, replaylsn) AS lagbytes FROM pgstat_replication; ```

1. Estado da Ligação

`` sql -- MySQL: Verificar SlaveIORunning e SlaveSQLRunning -- PostgreSQL: Verificar o estado em pgstatreplication ``

1. Posição do Binary Log/WAL

Regras de Alerting

# Regras de alerting do Prometheus
groups:
- name: database-replication
rules:
- alert: ReplicationLagHigh
expr: mysql_slave_seconds_behind_master > 60
for: 5m
labels:
severity: warning
annotations:
summary: "MySQL replication lag is {{ $value }} seconds"
- alert: ReplicationStopped
expr: mysql_slave_sql_running == 0 OR mysql_slave_io_running == 0
for: 1m
labels:
severity: critical
annotations:
summary: "MySQL replication has stopped"

Procedimentos de Failover

Failover Manual (MySQL)

1. Parar as escritas no primary

`` sql SET GLOBAL read_only = ON; FLUSH TABLES WITH READ LOCK; ``

1. Garantir que a réplica está sincronizada

`` sql -- Na réplica SHOW SLAVE STATUS\G -- Aguardar por SecondsBehindMaster = 0 ``

1. Promover a réplica

`` sql STOP SLAVE; RESET SLAVE ALL; SET GLOBAL read_only = OFF; ``

1. Atualizar as strings de ligação da aplicação

Failover Manual (PostgreSQL)

1. Promover o standby

`` bash pgctl promote -D /var/lib/pgsql/data # Ou SELECT pgpromote(); ``

1. Reconfigurar o antigo primary como standby (se recuperado)

Checklist de Boas Práticas

• [ ] Utilizar replicação baseada em GTID (MySQL) para facilitar o failover
• [ ] Configurar monitorização do atraso de replicação
• [ ] Testar regularmente os procedimentos de failover
• [ ] Utilizar replicação semi-synchronous para dados críticos
• [ ] Manter binlogs/WAL retidos tempo suficiente para recuperação
• [ ] Documentar e automatizar os procedimentos de failover
• [ ] Utilizar connection pooling (PgBouncer, ProxySQL)
• [ ] Configurar read replicas na aplicação para escalabilidade de leitura
• [ ] Fazer backup tanto do primary como das réplicas
• [ ] Monitorizar o espaço em disco para logs e dados

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