이번 글에서는 Docker Compose를 사용하여 PostgreSQL Replication 환경을 구축하고, PgCat을 통한 Connection Pooling을 구현하는 방법을 알아보겠습니다.

1. 프로젝트 구조

프로젝트는 다음과 같은 파일들로 구성되어 있습니다:

  • docker-compose.yml: 컨테이너 구성 정의
  • .env: 환경 변수 설정
  • config/pgcat.simple.toml: PgCat 설정 파일

2. 환경 변수 설정 (.env)

환경 변수를 통해 데이터베이스 접속 정보와 포트 설정을 관리합니다:

# PostgreSQL 기본 설정
POSTGRESQL_USERNAME=postgres
POSTGRESQL_DATABASE=postgres
POSTGRESQL_PASSWORD=mysecretpassword

# 복제 설정
POSTGRESQL_REPLICATION_USER=repl_user
POSTGRESQL_REPLICATION_PASSWORD=repl_password

# 포트 설정
PGCAT_PORT=6432
PG1_PORT=5433
PG2_PORT=5434
PG3_PORT=5435

3. PostgreSQL Replication 구성

Master 노드 (pg1)

  • Primary 데이터베이스 서버로 동작
  • 읽기/쓰기 작업 모두 수행
  • 복제 모드: master
POSTGRESQL_REPLICATION_MODE: master
POSTGRESQL_REPLICATION_USER: ${POSTGRESQL_REPLICATION_USER}
POSTGRESQL_REPLICATION_PASSWORD: ${POSTGRESQL_REPLICATION_PASSWORD}

Replica 노드 (pg2, pg3)

  • Secondary 데이터베이스 서버로 동작
  • 읽기 전용 작업 수행
  • 복제 모드: slave
  • Master 노드의 데이터를 실시간으로 복제
POSTGRESQL_REPLICATION_MODE: slave
POSTGRESQL_MASTER_HOST: pg1
POSTGRESQL_MASTER_PORT_NUMBER: 5432

4. PgCat을 통한 Connection Pooling

PgCat은 PostgreSQL용 고성능 커넥션 풀러로, 다음과 같은 기능을 제공합니다:

주요 설정

  • Transaction 단위의 커넥션 풀링
  • 읽기/쓰기 쿼리 분리
  • 로드 밸런싱
  • 상태 모니터링 (Prometheus)
[pools.postgres]
pool_mode = "transaction"
query_parser_enabled = true
query_parser_read_write_splitting = true

서버 구성

  • Primary (pg1): 쓰기 작업 처리
  • Replica (pg2, pg3): 읽기 작업 처리
servers = [
    [ "pg1", 5432, "primary" ],
    [ "pg2", 5432, "replica" ],
    [ "pg3", 5432, "replica" ]
]

5. 시스템 아키텍처

pgcat

  • 클라이언트는 PgCat(6432)로 연결
  • PgCat이 쿼리 유형에 따라 적절한 서버로 라우팅
  • 쓰기 쿼리 → Primary (pg1)
  • 읽기 쿼리 → Replica (pg2, pg3)

6. 장점

  1. 고가용성

    • Master 노드 장애 시에도 Replica를 통한 읽기 작업 가능
    • 데이터 복제를 통한 데이터 안정성 확보

  2. 성능 최적화

    • 읽기/쓰기 작업 분리로 부하 분산
    • Connection Pooling을 통한 데이터베이스 연결 효율화

  3. 확장성

    • 필요에 따라 Replica 노드 추가 가능
    • 트래픽 증가에 유연하게 대응

마치며

이러한 구성을 통해 안정적이고 확장 가능한 PostgreSQL 환경을 구축할 수 있습니다. 실제 운영 환경에서는 모니터링과 백업 전략도 함께 고려해야 합니다.

참고