TiDB学习笔记(九)-数据库高可用设计-创新互联

TiDB Server的高可用

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  • 无状态
    • 数据由TiKV存储
    • TiDB之间不通信(通过TiKV和PD)
    • 随时增加或删除
  • 本身不支持Failover,需业务配合

TiKV的高可用

  • 故障恢复
    • 少数follower故障或隔离不影响Leader服务
    • Leader故障或隔离后,follower心跳超时会自动开始选举流程
    • 只有有一般以上节点存活,一定能选出新的Leader,从而恢复服务
  • 数据一致性
    • 写入数据时,Leader会保证日志被复制到大多数节点
    • 当一部分节点故障或隔离后,只要有一半以上节点存活,其中至少有一个节点包含最新的日志
    • Raft协议选择包含最新日志的节点当做Leader
    • 综上所述,符合约束,则不会发生数据丢失

PD的高可用

  • Leader节点提供所有服务,Follower为standby
  • 依赖内嵌etcd实现leader选举
  • 一致性要求
    • 分配严格单调递增的timestatmp
    • 同一时刻只能有一个leader

TiDB数据库的高可用

  • TiDB数据库提供强一致性
  • 如不能保证一致性,则拒绝服务
  • 在PD和TiKV至少存活半数以上副本情况下,容忍一定限度内的节点宕机或隔离
  • PD和TiKV可以自动故障转移至存活的大多数副本处
  • TiDB server不保证所有节点同时提供服务
  • 故障解决会伴随所有服务的降级

高可用架构设计中考虑的问题

  • 网络延迟
    • raft协议要求写入复制到最少两个节点(三副本)
    • Leader有可能与发起读取的tidb server不在一个区域
    • 读取要访问PD获取一次TSO,事务要获取两次
  • Raft协议本身
    • Raft协议要求写入复制到最少两个节点(三副本)
    • 副本数最好为奇数
    • 副本的分布最好与TiKV节点的分布相结合
  • 其他
    • 多活要求

同城三中心架构

  • 特点
    • 数据副本分布在三个数据中心或可用区
    • 同城网络延迟较小
    • 多活特性
    • RTO较小,RPO为0
  • 问题
    • 写入与读取延迟高

同城两中心架构

两地三中心架构

  • 特点
    • 可以保证任一数据中心失效后,服务可用不发生数据丢失
  • 问题
    • 当两中心失效后,异地灾备不存在大多数副本,服务不可用
    • 异地灾备为异步复制,无法保证一致性恢复
    • 网络专心成本高

异步复制

  • 使用TiDB binlog或者TiCDC组件进行异步复制
  • 会丢失数据(RPO不为0)
  • 有损恢复后,保证一致性
  • 主机群或者从集群内部具有高可用功能

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