Kurs administratora baz danych PostgreSQL

Lekcja 1 • Uruchamianie, zatrzymywanie i przeładowywanie serwera

Omówienie pg_ctl, zarządzania usługami systemd i sterowania sygnałami. Studenci ćwiczą bezpieczne operacje cyklu życia serwera stosowane w codziennej pracy administratora baz danych.

Lekcja 2 • Podstawowe koncepcje relacyjnych baz danych

Omówienie zasad RDBMS, właściwości ACID i dopasowania PostgreSQL do modelu relacyjnego. Stanowi koncepcyjną podstawę dla wszystkich kolejnych tematów administracyjnych.

Lekcja 3 • Struktura katalogów i kluczowe pliki

Odwzorowanie struktury katalogu danych, plików konfiguracyjnych i lokalizacji logów. Znajomość układu plików jest niezbędna do zadań związanych z konfiguracją i odzyskiwaniem danych.

Lekcja 4 • Architektura procesów i pamięci PostgreSQL

Analiza postmastera, procesów backendowych, buforów współdzielonych i WAL. Zrozumienie tych wewnętrznych mechanizmów kieruje decyzjami dotyczącymi strojenia i rozwiązywania problemów w trakcie kursu.

Lekcja 1 • Bazy danych, schematy i przestrzenie tabel

Wyjaśnienie trzypoziomowej hierarchii przestrzeni nazw i mapowania przestrzeni tabel. Odpowiedni projekt przestrzeni nazw zapobiega konfliktom obiektów i wspiera zarządzanie przestrzenią dyskową.

Lekcja 2 • Sekwencje i kolumny tożsamości

Wyjaśnienie obiektów sekwencji i składni GENERATED AS IDENTITY dla kluczy zastępczych. Studenci konfigurują poprawnie kolumny automatycznie inkrementowane dla schematów produkcyjnych.

Lekcja 3 • Widoki, widoki zmaterializowane i funkcje

Wprowadzenie do widoków tylko do odczytu i aktualizowalnych, odświeżania widoków zmaterializowanych oraz podstawowych funkcji PL/pgSQL. Te obiekty enkapsulują logikę i upraszczają interfejsy aplikacji.

Lekcja 4 • Typy indeksów i ich zastosowanie

Przegląd indeksów B-tree, Hash, GIN, GiST i BRIN oraz odpowiednich przypadków użycia. Wybór indeksu bezpośrednio wpływa na wydajność zapytań, co jest omawiane w dalszych rozdziałach.

Lekcja 1 • Zarządzanie uprawnieniami na poziomie obiektów

Wyjaśnienie GRANT i REVOKE na tabelach, schematach, sekwencjach i funkcjach. Studenci stosują zasadę najmniejszych uprawnień w realistycznej bazie danych z wieloma schematami.

Lekcja 2 • Role i atrybuty ról

Omówienie CREATE ROLE, LOGIN, SUPERUSER i CREATEDB. Projekt roli jest podstawą każdej decyzji dotyczącej uprawnień i uwierzytelniania w PostgreSQL.

Lekcja 3 • Polityki bezpieczeństwa na poziomie wierszy

Wprowadzenie do tworzenia polityk RLS, klauzul USING i WITH CHECK oraz testowania polityk. RLS wymusza izolację danych bez potrzeby stosowania logiki filtrowania na poziomie aplikacji.

Lekcja 4 • Audyt i wzmacnianie bezpieczeństwa

Omówienie rozszerzenia pgaudit, logowania połączeń i parametrów wzmacniania bezpieczeństwa. Studenci tworzą konfigurację gotową do audytu zgodną z powszechnymi standardami bezpieczeństwa.

Lekcja 1 • Parametry kosztowe optymalizatora zapytań

Wyjaśnienie seq_page_cost, random_page_cost, cpu_tuple_cost i celów statystyk. Dokładne parametry kosztowe umożliwiają optymalizatorowi wybór optymalnych planów wykonania.

Lekcja 2 • Strojenie WAL i punktów kontrolnych

Omówienie ustawień wal_buffers, checkpoint_completion_target, max_wal_size i fsync. Strojenie WAL równoważy przepustowość zapisu z gwarancjami trwałości podczas odzyskiwania po awarii.

Lekcja 3 • Parametry konfiguracji pamięci

Wyjaśnienie shared_buffers, work_mem, maintenance_work_mem i effective_cache_size. Prawidłowa alokacja pamięci ma największy wpływ na strojenie w przypadku większości obciążeń.

Lekcja 4 • Strojenie systemu operacyjnego dla PostgreSQL

Omówienie parametrów jądra, wyboru planisty I/O, NUMA i przezroczystych dużych stron. Konfiguracja systemu operacyjnego często ogranicza zyski osiągalne wyłącznie przez parametry PostgreSQL.

Lekcja 1 • VACUUM i VACUUM FULL

Omówienie składni i efektów ręcznego VACUUM, VACUUM FULL i VACUUM ANALYZE. Studenci odróżniają, kiedy każda forma jest odpowiednia bez powodowania niepotrzebnych blokad.

Lekcja 2 • Mechanika MVCC i rozdęcia tabel

Wyjaśnienie, w jaki sposób MVCC tworzy martwe krotki i powoduje rozdęcie stron z czasem. Zrozumienie MVCC jest warunkiem wstępnym do projektowania skutecznych strategii VACUUM i autovacuum.

Lekcja 3 • Zapobieganie zawijaniu identyfikatorów transakcji

Omówienie monitorowania wieku XID, autovacuum_freeze_max_age i awaryjnego VACUUM. Awaria spowodowana zawijaniem prowadzi do całkowitej niedostępności bazy danych i musi być aktywnie zapobiegana.

Lekcja 4 • Utrzymanie indeksów i REINDEX

Omówienie wykrywania rozdęcia indeksów, REINDEX CONCURRENTLY i pg_stat_user_indexes. Regularne utrzymanie indeksów zachowuje wydajność zapytań bez konieczności przepisywania tabel.

Lekcja 1 • Logiczna kopia zapasowa za pomocą pg_dump

Omówienie formatów pg_dump, pg_dumpall, zrzutów równoległych i selektywnego przywracania za pomocą pg_restore. Kopie logiczne umożliwiają przywracanie na poziomie obiektów i migrację między wersjami.

Lekcja 2 • Fizyczna kopia zapasowa za pomocą pg_basebackup

Wyjaśnienie strumieniowych kopii bazowych, trybów punktów kontrolnych i opcji dołączania WAL. Kopie fizyczne są podstawą PITR i udostępniania serwerów standby.

Lekcja 3 • Procedura przywracania do punktu w czasie

Instrukcja przywracania z kopii bazowej, parametrów recovery.conf lub postgresql.conf oraz specyfikacji celu. Studenci wykonują i weryfikują kompletny scenariusz PITR od początku do końca.

Lekcja 4 • Konfiguracja archiwizacji WAL

Omówienie konfiguracji archive_mode, archive_command i archive_cleanup_command. Ciągła archiwizacja WAL umożliwia przywracanie do dowolnego momentu po wykonaniu kopii bazowej.

Lekcja 1 • Przełączanie awaryjne i wysoka dostępność oparta na Patroni

Omówienie ręcznej promocji, pg_ctl promote i zautomatyzowanej wysokiej dostępności z Patroni i etcd. Studenci symulują awarię primary i weryfikują, że automatyczne przełączanie awaryjne przebiega poprawnie.

Lekcja 2 • Podstawy replikacji logicznej

Wyjaśnienie publikacji, subskrypcji i filtrowania wierszy dla selektywnej replikacji. Replikacja logiczna wspiera aktualizacje między wersjami i częściową dystrybucję danych.

Lekcja 3 • Konfiguracja replikacji strumieniowej

Omówienie gniazd replikacji, wpisów replikacji w pg_hba.conf i primary_conninfo. Studenci budują działający serwer standby ze strumieniowaniem z działającego serwera primary.

Lekcja 4 • Monitorowanie opóźnienia replikacji

Wyjaśnienie pg_stat_replication, pg_stat_wal_receiver i obliczania opóźnienia w LSN. Monitorowanie opóźnienia jest niezbędne do zgodności z umowami SLA i podejmowania decyzji o przełączaniu awaryjnym.

Lekcja 1 • Statystyki i dokładność optymalizatora

Omówienie pg_statistic, ANALYZE, statystyk rozszerzonych i interpretacji histogramów. Nieaktualne lub niewystarczające statystyki powodują, że optymalizator wybiera nieoptymalne plany wykonania.

Lekcja 2 • Strategie łączenia i podpowiedzi planu

Wyjaśnienie kryteriów wyboru i technik wymuszania złączeń z pętlą zagnieżdżoną, złączeń haszujących i scalających. Niezgodność strategii łączenia jest główną przyczyną poważnych regresji wydajności zapytań.

Lekcja 3 • Identyfikacja wolnych zapytań za pomocą pg_stat_statements

Omówienie instalacji pg_stat_statements, kluczowych kolumn i normalizacji zapytań. Zagregowane dane dotyczące obciążenia ujawniają zapytania o największym wpływie, które należy priorytetowo zoptymalizować.

Lekcja 4 • Czytanie EXPLAIN i EXPLAIN ANALYZE

Dekodowanie węzłów planu, szacunków kosztów, rzeczywistych wierszy i danych czasowych z EXPLAIN. Dokładne czytanie planu jest warunkiem wstępnym każdej techniki optymalizacji zapytań.