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Add pg_basebackup tool for streaming base backups
[postgresql] / doc / src / sgml / protocol.sgml
index 00711a45e945af9691e72277061e40ebf4b9a3f4..73f26b432da0943ecbc9477fce139f9f832acca3 100644 (file)
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-<!-- $PostgreSQL: pgsql/doc/src/sgml/protocol.sgml,v 1.83 2010/02/22 18:12:04 momjian Exp $ -->
+<!-- doc/src/sgml/protocol.sgml -->
 
 <chapter id="protocol">
  <title>Frontend/Backend Protocol</title>
    </para>
 
    <para>
-    The CopyInResponse and CopyOutResponse messages include fields that
-    inform the frontend of the number of columns per row and the format
-    codes being used for each column.  (As of the present implementation,
-    all columns in a given <command>COPY</> operation will use the same
-    format, but the message design does not assume this.)
+    There is another Copy-related mode called Copy-both, which allows
+    high-speed bulk data transfer to <emphasis>and</> from the server.
+    Copy-both mode is initiated when a backend in walsender mode
+    executes a <command>START_REPLICATION</command> statement.  The
+    backend sends a CopyBothResponse message to the frontend.  Both
+    the backend and the frontend may then send CopyData messages
+    until the connection is terminated.  See <xref
+    linkend="protocol-replication">.
    </para>
+
+   <para>
+    The CopyInResponse, CopyOutResponse and CopyBothResponse messages
+    include fields that inform the frontend of the number of columns
+    per row and the format codes being used for each column.  (As of
+    the present implementation, all columns in a given <command>COPY</>
+    operation will use the same format, but the message design does not
+    assume this.)
+   </para>
+
   </sect2>
 
   <sect2 id="protocol-async">
   </sect2>
  </sect1>
 
+<sect1 id="protocol-replication">
+<title>Streaming Replication Protocol</title>
+
+<para>
+To initiate streaming replication, the frontend sends the
+<literal>replication</> parameter in the startup message. This tells the
+backend to go into walsender mode, wherein a small set of replication commands
+can be issued instead of SQL statements. Only the simple query protocol can be
+used in walsender mode.
+
+The commands accepted in walsender mode are:
+
+<variablelist>
+  <varlistentry>
+    <term>IDENTIFY_SYSTEM</term>
+    <listitem>
+     <para>
+      Requests the server to identify itself. Server replies with a result
+      set of a single row, containing two fields:
+     </para>
+
+     <para>
+      <variablelist>
+      <varlistentry>
+      <term>
+       systemid
+      </term>
+      <listitem>
+      <para>
+       The unique system identifier identifying the cluster. This
+       can be used to check that the base backup used to initialize the
+       standby came from the same cluster.
+      </para>
+      </listitem>
+      </varlistentry>
+
+      <varlistentry>
+      <term>
+       timeline
+      </term>
+      <listitem>
+      <para>
+       Current TimelineID. Also useful to check that the standby is
+       consistent with the master.
+      </para>
+      </listitem>
+      </varlistentry>
+      </variablelist>
+     </para>
+    </listitem>
+  </varlistentry>
+
+  <varlistentry>
+    <term>START_REPLICATION <replaceable>XXX</>/<replaceable>XXX</></term>
+    <listitem>
+     <para>
+      Instructs server to start streaming WAL, starting at
+      WAL position <replaceable>XXX</>/<replaceable>XXX</>.
+      The server can reply with an error, e.g. if the requested section of WAL
+      has already been recycled. On success, server responds with a
+      CopyBothResponse message, and then starts to stream WAL to the frontend.
+      WAL will continue to be streamed until the connection is broken;
+      no further commands will be accepted.
+     </para>
+
+     <para>
+      WAL data is sent as a series of CopyData messages.  (This allows
+      other information to be intermixed; in particular the server can send
+      an ErrorResponse message if it encounters a failure after beginning
+      to stream.)  The payload in each CopyData message follows this format:
+     </para>
+
+     <para>
+      <variablelist>
+      <varlistentry>
+      <term>
+          XLogData (B)
+      </term>
+      <listitem>
+      <para>
+      <variablelist>
+      <varlistentry>
+      <term>
+          Byte1('w')
+      </term>
+      <listitem>
+      <para>
+          Identifies the message as WAL data.
+      </para>
+      </listitem>
+      </varlistentry>
+      <varlistentry>
+      <term>
+          Byte8
+      </term>
+      <listitem>
+      <para>
+          The starting point of the WAL data in this message, given in
+          XLogRecPtr format.
+      </para>
+      </listitem>
+      </varlistentry>
+      <varlistentry>
+      <term>
+          Byte8
+      </term>
+      <listitem>
+      <para>
+          The current end of WAL on the server, given in
+          XLogRecPtr format.
+      </para>
+      </listitem>
+      </varlistentry>
+      <varlistentry>
+      <term>
+          Byte8
+      </term>
+      <listitem>
+      <para>
+          The server's system clock at the time of transmission,
+          given in TimestampTz format.
+      </para>
+      </listitem>
+      </varlistentry>
+      <varlistentry>
+      <term>
+          Byte<replaceable>n</replaceable>
+      </term>
+      <listitem>
+      <para>
+          A section of the WAL data stream.
+      </para>
+      </listitem>
+      </varlistentry>
+      </variablelist>
+      </para>
+      </listitem>
+      </varlistentry>
+      </variablelist>
+     </para>
+     <para>
+       A single WAL record is never split across two CopyData messages.
+       When a WAL record crosses a WAL page boundary, and is therefore
+       already split using continuation records, it can be split at the page
+       boundary. In other words, the first main WAL record and its
+       continuation records can be sent in different CopyData messages.
+     </para>
+     <para>
+       Note that all fields within the WAL data and the above-described header
+       will be in the sending server's native format.  Endianness, and the
+       format for the timestamp, are unpredictable unless the receiver has
+       verified that the sender's system identifier matches its own
+       <filename>pg_control</> contents.
+     </para>
+     <para>
+       If the WAL sender process is terminated normally (during postmaster
+       shutdown), it will send a CommandComplete message before exiting.
+       This might not happen during an abnormal shutdown, of course.
+     </para>
+    </listitem>
+  </varlistentry>
+
+  <varlistentry>
+    <term>BASE_BACKUP [<literal>LABEL</literal> <replaceable>'label'</replaceable>] [<literal>PROGRESS</literal>] [<literal>FAST</literal>]</term>
+    <listitem>
+     <para>
+      Instructs the server to start streaming a base backup.
+      The system will automatically be put in backup mode before the backup
+      is started, and taken out of it when the backup is complete. The
+      following options are accepted:
+      <variablelist>
+       <varlistentry>
+        <term><literal>LABEL</literal> <replaceable>'label'</replaceable></term>
+        <listitem>
+         <para>
+          Sets the label of the backup. If none is specified, a backup label
+          of <literal>base backup</literal> will be used. The quoting rules
+          for the label are the same as a standard SQL string with
+          <xref linkend="guc-standard-conforming-strings"> turned on.
+         </para>
+        </listitem>
+       </varlistentry>
+
+       <varlistentry>
+        <term><literal>PROGRESS</></term>
+        <listitem>
+         <para>
+          Request information required to generate a progress report. This will
+          send back an approximate size in the header of each tablespace, which
+          can be used to calculate how far along the stream is done. This is
+          calculated by enumerating all the file sizes once before the transfer
+          is even started, and may as such have a negative impact on the
+          performance - in particular it may take longer before the first data
+          is streamed. Since the database files can change during the backup,
+          the size is only approximate and may both grow and shrink between
+          the time of approximation and the sending of the actual files.
+         </para>
+        </listitem>
+       </varlistentry>
+
+       <varlistentry>
+        <term><literal>FAST</></term>
+        <listitem>
+         <para>
+          Request a fast checkpoint.
+         </para>
+        </listitem>
+       </varlistentry>
+      </variablelist>
+     </para>
+     <para>
+      When the backup is started, the server will first send a header in
+      ordinary result set format, followed by one or more CopyResponse
+      results, one for PGDATA and one for each additional tablespace other
+      than <literal>pg_default</> and <literal>pg_global</>. The data in
+      the CopyResponse results will be a tar format (using ustar00
+      extensions) dump of the tablespace contents.
+     </para>
+     <para>
+      The header is an ordinary resultset with one row for each tablespace.
+      The fields in this row are:
+      <variablelist>
+       <varlistentry>
+        <term>spcoid</term>
+        <listitem>
+         <para>
+          The oid of the tablespace, or <literal>NULL</> if it's the base
+          directory.
+         </para>
+        </listitem>
+       </varlistentry>
+       <varlistentry>
+        <term>spclocation</term>
+        <listitem>
+         <para>
+          The full path of the tablespace directory, or <literal>NULL</>
+          if it's the base directory.
+         </para>
+        </listitem>
+       </varlistentry>
+       <varlistentry>
+        <term>size</term>
+        <listitem>
+         <para>
+          The approximate size of the tablespace, if progress report has
+          been requested; otherwise it's <literal>NULL</>.
+         </para>
+        </listitem>
+       </varlistentry>
+      </variablelist>
+     </para>
+     <para>
+      The tar archive for the data directory and each tablespace will contain
+      all files in the directories, regardless of whether they are
+      <productname>PostgreSQL</> files or other files added to the same
+      directory. The only excluded files are:
+      <itemizedlist spacing="compact" mark="bullet">
+       <listitem>
+        <para>
+         <filename>postmaster.pid</>
+        </para>
+       </listitem>
+       <listitem>
+        <para>
+         <filename>pg_xlog</> (including subdirectories)
+        </para>
+       </listitem>
+      </itemizedlist>
+      Owner, group and file mode are set if the underlying filesystem on
+      the server supports it.
+     </para>
+    </listitem>
+  </varlistentry>
+</variablelist>
+
+</para>
+
+</sect1>
+
 <sect1 id="protocol-message-types">
 <title>Message Data Types</title>
 
@@ -2419,7 +2711,7 @@ CopyInResponse (B)
                 characters, etc).
                 1 indicates the overall copy format is binary (similar
                 to DataRow format).
-                See <xref linkend="sql-copy" endterm="sql-copy-title">
+                See <xref linkend="sql-copy">
                 for more information.
 </para>
 </listitem>
@@ -2493,8 +2785,80 @@ CopyOutResponse (B)
                 is textual (rows separated by newlines, columns
                 separated by separator characters, etc). 1 indicates
                 the overall copy format is binary (similar to DataRow
-                format). See <xref linkend="sql-copy"
-                endterm="sql-copy-title"> for more information.
+                format). See <xref linkend="sql-copy"> for more information.
+</para>
+</listitem>
+</varlistentry>
+<varlistentry>
+<term>
+        Int16
+</term>
+<listitem>
+<para>
+                The number of columns in the data to be copied
+                (denoted <replaceable>N</> below).
+</para>
+</listitem>
+</varlistentry>
+<varlistentry>
+<term>
+        Int16[<replaceable>N</>]
+</term>
+<listitem>
+<para>
+                The format codes to be used for each column.
+                Each must presently be zero (text) or one (binary).
+                All must be zero if the overall copy format is textual.
+</para>
+</listitem>
+</varlistentry>
+</variablelist>
+
+</para>
+</listitem>
+</varlistentry>
+
+
+<varlistentry>
+<term>
+CopyBothResponse (B)
+</term>
+<listitem>
+<para>
+
+<variablelist>
+<varlistentry>
+<term>
+        Byte1('W')
+</term>
+<listitem>
+<para>
+                Identifies the message as a Start Copy Both response.
+                This message is used only for Streaming Replication.
+</para>
+</listitem>
+</varlistentry>
+<varlistentry>
+<term>
+        Int32
+</term>
+<listitem>
+<para>
+                Length of message contents in bytes, including self.
+</para>
+</listitem>
+</varlistentry>
+<varlistentry>
+<term>
+        Int8
+</term>
+<listitem>
+<para>
+                0 indicates the overall <command>COPY</command> format
+                is textual (rows separated by newlines, columns
+                separated by separator characters, etc). 1 indicates
+                the overall copy format is binary (similar to DataRow
+                format). See <xref linkend="sql-copy"> for more information.
 </para>
 </listitem>
 </varlistentry>
@@ -4138,120 +4502,6 @@ not line breaks.
 
 </sect1>
 
-<sect1 id="protocol-replication">
-<title>Streaming Replication Protocol</title>
-
-<para>
-To initiate streaming replication, the frontend sends the "replication"
-parameter in the startup message. This tells the backend to go into
-walsender mode, where a small set of replication commands can be issued
-instead of SQL statements. Only the simple query protocol can be used in
-walsender mode.
-
-The commands accepted in walsender mode are:
-
-<variablelist>
-  <varlistentry>
-    <term>IDENTIFY_SYSTEM</term>
-    <listitem>
-     <para>
-      Requests the server to idenfity itself. Server replies with a result
-      set of a single row, and two fields:
-
-      systemid: The unique system identifier identifying the cluster. This
-      can be used to check that the base backup used to initialize the
-      slave came from the same cluster.
-
-      timeline: Current TimelineID. Also used to check that the slave is
-      consistent with the master.
-     </para>
-    </listitem>
-  </varlistentry>
-
-  <varlistentry>
-    <term>START_REPLICATION XXX/XXX</term>
-    <listitem>
-     <para>
-      Instructs backend to start streaming WAL, starting at point XXX/XXX.
-      Server can reply with an error e.g if the requested piece of WAL has
-      already been recycled. On success, server responds with a
-      CopyOutResponse message, and backend starts to stream WAL as CopyData
-      messages.
-      The payload in CopyData message consists of the following format.
-     </para>
-
-     <para>
-      <variablelist>
-      <varlistentry>
-      <term>
-          XLogData (B)
-      </term>
-      <listitem>
-      <para>
-      <variablelist>
-      <varlistentry>
-      <term>
-          Byte1('w')
-      </term>
-      <listitem>
-      <para>
-          Identifies the message as WAL data.
-      </para>
-      </listitem>
-      </varlistentry>
-      <varlistentry>
-      <term>
-          Int32
-      </term>
-      <listitem>
-      <para>
-          The log file number of the LSN, indicating the starting point of
-          the WAL in the message.
-      </para>
-      </listitem>
-      </varlistentry>
-      <varlistentry>
-      <term>
-          Int32
-      </term>
-      <listitem>
-      <para>
-          The byte offset of the LSN, indicating the starting point of
-          the WAL in the message.
-      </para>
-      </listitem>
-      </varlistentry>
-      <varlistentry>
-      <term>
-          Byte<replaceable>n</replaceable>
-      </term>
-      <listitem>
-      <para>
-          Data that forms part of WAL data stream.
-      </para>
-      </listitem>
-      </varlistentry>
-      </variablelist>
-      </para>
-      </listitem>
-      </varlistentry>
-      </variablelist>
-     </para>
-     <para>
-       A single WAL record is never split across two CopyData messages. When
-       a WAL record crosses a WAL page boundary, however, and is therefore
-       already split using continuation records, it can be split at the page
-       boundary. In other words, the first main WAL record and its
-       continuation records can be split across different CopyData messages.
-     </para>
-    </listitem>
-  </varlistentry>
-</variablelist>
-
-</para>
-
-</sect1>
-
 <sect1 id="protocol-changes">
 <title>Summary of Changes since Protocol 2.0</title>