Copia de Seguridad, Recuperación y Alta Disponibilidad

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Copia de Seguridad, Recuperación y Alta Disponibilidad

Domina estrategias de copia de seguridad (completa, incremental, diferencial), recuperación puntual, replicación y arquitecturas de alta disponibilidad

Estrategias de Copia de Seguridad

Una estrategia de copia de seguridad equilibra el Objetivo de Punto de Recuperación (RPO): cuántos datos puedes perder: contra el Objetivo de Tiempo de Recuperación (RTO): qué tan rápido te recuperas.

Estrategia	RPO	RTO	Almacenamiento	Uso Típico
Solo copia completa	Última copia	Largo	Alto	Bases pequeñas
Completa + diferencial	Última diferencial	Medio	Medio	Bases medianas
Completa + incremental	Último WAL/xlogs	Corto	Bajo	Bases grandes
Archivado continuo	Segundos	Corto	Bajo	Misión crítica

Copia de Seguridad Completa

pg_dump (Copia Lógica)

bash

# Volcar una sola base de datos
pg_dump -h localhost -U admin -d mydb > /backups/mydb_$(date +%Y%m%d).sql

# Formato personalizado (comprimido, restauración paralela)
pg_dump -h localhost -U admin -Fc -d mydb > /backups/mydb_$(date +%Y%m%d).dump

# Volcado paralelo (más rápido para bases grandes)
pg_dump -h localhost -U admin -j 4 -Fd -d mydb -f /backups/mydb_dir/

pg_dumpall (Nivel de Clúster)

bash

# Copia de todas las bases + objetos globales (roles, tablespaces)
pg_dumpall -h localhost -U postgres > /backups/full_cluster.sql

# Solo objetos globales (roles, tablespaces)
pg_dumpall -h localhost -U postgres --globals-only > /backups/globals.sql

Copia Física (pg_basebackup)

bash

# Crear copia física base (para PITR)
pg_basebackup -h localhost -D /backups/base_$(date +%Y%m%d) -X stream -P -v

# Con slot de replicación
pg_basebackup -h localhost -D /backups/base_$(date +%Y%m%d) \
    -X stream -P -v --slot=backup_slot

ℹ️Nota

Las copias lógicas (pg_dump) son portátiles entre versiones y arquitecturas de PostgreSQL. Las copias físicas (pg_basebackup) son más rápidas para bases grandes pero vinculadas a la versión específica del servidor.

Copias Incremental y Diferencial

Tipo	Alcance	Tamaño de Copia	Pasos para Restaurar
Completa	Base entera	Mayor	1 paso
Diferencial	Cambios desde última completa	Medio	Completa + diferencial más reciente
Incremental	Cambios desde cualquier última copia	Menor	Completa + todas incrementales en orden

Archivado WAL (Archivado Continuo)

El archivado WAL (Write-Ahead Log) permite recuperación puntual y copias incrementales.

bash

# postgresql.conf
wal_level = replica           # o 'logical' para replicación lógica
archive_mode = on
archive_command = 'cp %p /backups/wal/%f'
archive_timeout = 60          # forzar archivado cada 60 segundos

bash

# Restaurar usando archivos WAL
# 1. Restaurar copia base
# 2. Crear recovery.conf o usar pg_rewind
# 3. Configurar restore_command
restore_command = 'cp /backups/wal/%f %p'
recovery_target_time = '2024-06-15 14:30:00 UTC'

pgBackRest (Herramienta Avanzada de Copia)

bash

# stanza: define un clúster de base de datos
pgbackrest --stanza=mydb stanza-create

# Copia completa
pgbackrest --stanza=mydb --type=full backup

# Copia incremental
pgbackrest --stanza=mydb --type=incr backup

# Copia diferencial
pgbackrest --stanza=mydb --type=diff backup

# Restaurar a un punto específico en el tiempo
pgbackrest --stanza=mydb --type=time \
    --target="2024-06-15 14:30:00+00" restore

📌Importante

Siempre prueba tus copias de seguridad. Una copia que no se puede restaurar no vale nada. Programa ejercicios regulares de restauración.

Recuperación Puntual (PITR)

PITR permite restaurar a cualquier momento dentro de la línea de tiempo del archivo WAL.

sql

-- PostgreSQL: crear recovery.signal (PG 12+) y configurar:
restore_command = 'cp /backups/wal/%f %p'
recovery_target_time = '2024-06-15 14:30:00 UTC'
-- o
recovery_target_xid = '1234567'
-- o
recovery_target_lsn = '0/1ABCDEF0'

bash

# Usando pgBackRest
pgbackrest --stanza=mydb --type=time \
    --target="2024-06-15 14:30:00+00" \
    --target-action=promote restore

# Usando barman
barman recover mydb /var/lib/postgresql/data \
    --remote-ssh-command="ssh postgres@db-host" \
    --target-time "2024-06-15 14:30:00"

Flujo de Trabajo PITR

💡 Tip: Use Ctrl + Mouse Wheel to zoom, or click the fullscreen icon

Replicación

Replicación en Stream

ini

# Primario: postgresql.conf
wal_level = replica
max_wal_senders = 5
wal_keep_size = 1024  # MB

# Réplica: postgresql.conf
hot_standby = on
primary_conninfo = 'host=primary-host port=5432 user=replicator password=xxx'

bash

# Crear réplica
pg_basebackup -h primary-host -D /var/lib/postgresql/data \
    -X stream -P -v -R  # -R crea standby.signal

# Monitorear replicación
SELECT * FROM pg_stat_replication;

Tipo de Replicación	Modo Síncrono	Pérdida de Datos en Failover	Latencia
Síncrona	Confirmar escritura en primario + réplica	Cero	Mayor
Asíncrona	Confirmar escritura solo en primario	Posible (hasta lag WAL)	Menor
Semisíncrona	Al menos una réplica confirma	Mínima	Media

Replicación Lógica

Replica a nivel de fila: puede filtrar, transformar o replicar subconjuntos.

sql

-- Publicador
CREATE PUBLICATION mypub FOR TABLE orders, customers;
CREATE PUBLICATION mypub_filtered FOR TABLE orders WHERE (status = 'active');

-- Suscriptor
CREATE SUBSCRIPTION mysub CONNECTION 'host=primary-host dbname=mydb'
    PUBLICATION mypub;

Aspecto	Stream (Física)	Lógica
Granularidad	Clúster entero	Por tabla
Compatibilidad de versión	Misma versión principal	Entre versiones posible
Replicación DDL	Automática	Manual
Resolución de conflictos	No aplicable	Configurable
Caso de uso	HA, failover	Migración, data warehouse

Arquitecturas de Alta Disponibilidad

Activo-Pasivo (Hot Standby)

Primario → Réplica (standby, aceptando lecturas)
         → Réplica (standby, aceptando lecturas)

Failover: Promover réplica → antiguo primario se vuelve standby
Herramientas: Patroni, repmgr, pg_auto_failover

Activo-Activo (Multi-Maestro)

Nodo A ↔ Nodo B (replicación bidireccional)
Ambos aceptan escrituras, conflictos resueltos vía lógica de la aplicación
Herramientas: PostgreSQL BDR, Citus (escalado de lectura)

Patroni (HA con DCS)

yaml

# patroni.yml
scope: mycluster
namespace: /db/
name: pg1

restapi:
  listen: 0.0.0.0:8008
  connect_address: 192.168.1.10:8008

etcd:
  host: 192.168.1.100:2379

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"

postgresql:
  listen: 0.0.0.0:5432
  connect_address: 192.168.1.10:5432
  data_dir: /var/lib/postgresql/data
  pg_hba:
    - host replication replicator 192.168.1.0/24 md5
  replication:
    username: replicator
    password: secure_password
  parameters:
    unix_socket_directories: '.'

Script de Automatización de Copia

bash

#!/bin/bash
# Script de copia automatizada

BACKUP_DIR="/backups/$(date +%Y-%m-%d)"
DB_NAME="mydb"
RETENTION_DAYS=30

mkdir -p "$BACKUP_DIR"

# Copia completa el domingo, incremental los demás días
if [ "$(date +%u)" -eq 7 ]; then
    pgbackrest --stanza="$DB_NAME" --type=full backup
else
    pgbackrest --stanza="$DB_NAME" --type=incr backup
fi

# Limpiar copias antiguas
pgbackrest --stanza="$DB_NAME" --retention-full=$RETENTION_DAYS expire

# Probar integridad de la copia
pgbackrest --stanza="$DB_NAME" check

# Copiar a ubicación remota
rsync -avz /backups/ backup@offsite:/backups/

Prueba de Recuperación ante Desastres

sql

-- Crear un escenario de prueba
CREATE TABLE dr_test AS SELECT * FROM important_table;

-- Simular fallo: DROP TABLE important_table;
-- Practicar recuperación:
-- 1. Identificar el momento de la eliminación
-- 2. Restaurar copia base en un directorio diferente
-- 3. Reproducir WAL hasta justo antes del DROP
-- 4. Extraer la tabla e importarla de vuelta

Matriz de Comparación

Herramienta/Método	RPO	RTO	Complejidad	Costo
pg_dump (lógico)	1 día	Horas	Baja	Bajo
pg_basebackup + WAL	Segundos	Minutos	Media	Medio
pgBackRest	Segundos	Minutos	Media	Bajo
Replicación en stream	Casi cero	Segundos	Alta	Medio
Patroni + etcd	Casi cero	< 30s	Alta	Alto
Gestionado en nube (RDS)	Segundos	Minutos	Ninguna	Pago por uso

💡Consejo

La mejor estrategia de copia de seguridad es aquella que realmente has probado. Realiza ejercicios trimestrales de recuperación para asegurar que tus objetivos de RPO/RTO se cumplen.

Preguntas de Práctica

¿Cuál es la diferencia entre una copia lógica (pg_dump) y una copia física (pg_basebackup)? ¿Cuándo usarías cada una?
Configura el archivado WAL en PostgreSQL y explica el propósito de archive_command y archive_timeout.
Escribe una secuencia de comandos pgBackRest para crear una copia completa, luego una copia incremental, y luego restaurar a una hora específica.
Explica RPO y RTO. ¿Cuáles son valores aceptables para una base de datos de transacciones financieras?
¿Cómo difiere la replicación síncrona de la asíncrona? ¿Cuáles son los trade-offs?
Configura un clúster HA Patroni con tres nodos. ¿Qué componentes se requieren? ¿Cómo funciona el failover?
¿Qué es la Recuperación Puntual (PITR) y qué archivos se requieren para realizarla?
Crea una política de retención de copias: copias completas semanales, diferenciales diarias y archivado WAL por hora. Escribe el cronograma cron.
¿Cómo difiere la replicación lógica de la replicación en stream? Da un caso de uso para cada una.
Accidentalmente ejecutas DROP TABLE a las 14:32:15. Describe paso a paso cómo recuperarla usando PITR sin restaurar toda la base de datos.

Progreso100%

Roles de Usuario, Permisos y Seguridad

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Contenido del Curso

1. ROW_NUMBER(), RANK(), DENSE_RANK(), NTILE()2. LAG(), LEAD(), FIRST_VALUE(), LAST_VALUE(), NTH_VALUE()3. PIVOT, UNPIVOT y Consultas Crosstab 4. CTEs Recursivas 5. Ajuste Avanzado de Consultas 6. Particionamiento de Tablas y Sharding 7. Procedimientos Almacenados y Triggers 8. Operaciones JSON y JSONB 9. Roles de Usuario, Permisos y Seguridad 10. Copia de Seguridad, Recuperación y Alta Disponibilidad