多点 x TiDB:在出海多云多活架构中,多点运维 TiDB 的实战分享

2024年 5月 15日 91.4k 0

多点 x TiDB:在出海多云多活架构中,多点运维 TiDB 的实战分享-1

目前,多点在国内和出海都有使用 TiDB 的业务,线上生产环境中共有 46 套 TiDB 集群,300+节点,400TB+ 数据量。这些集群支撑着包含业财融合、TMS、结算、采销、物流、库存凭证、履约、存货核算等在内丰富的业务场景。底层的云资源也根据各地业务需求,选择了腾讯云、华为云、微软云、火山云等众多公有云。

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多点大概有二十多个线上生产环境,上图是其中一个环境的部分 TiDB 集群,从中能看出业财一体化的数据库流量非常大,入网出网都是 500 MB/s 左右,QPS 17, 000 看着好像不高,但其实都是一些大的查询和操作。

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多点目前部署的 TiDB 版本很多,从上图可以看出,从 5.1.1、5.1.2,一直到现在最新升级的 6.5.8 版本都有。其中,线上版本分布最多的是 6.1.5 版。那为什么多点会有如此多的 TiDB 版本,而不全部升级到 6.5.8?其实作为 DBA 而言,对待数据库一般情况下都是能不动就不动,一旦动了就有出问题的风险。而数据库的绝大多数问题、风险是由变更引起的。

但为什么我们又要做升级呢?一是因为业务推动,数据库当前这个版本可能已经满足不了业务需求,不得不升;二是高版本实在太香了,有一些新功能很想用,这个需求已经超过了升级带来的风险。一旦做出选择,我们就会对 TiDB 的新版本做一些调研,看看升级到哪个版本更好。这时候就不得不提到 TiDB 社区的氛围真的非常好,TiDB 的各个版本社区小伙伴都有在用,社区里会有很多人热心地回答我们的一些问题,也会有很多升级、部署的实践分享,我们在选择新版本时就会有更多的经验来参考。

多点与 TiDB 携手前行

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作为 TiDB 的老朋友,多点和 TiDB 的缘分很早,从 2018 年起就接触了 TiDB,那时候还是 2.0.3 版本。当时我们想把 MySQL 的一些复杂查询拿到 TiDB 里做,但是测试发现 TiDB 2.0.3 版性能确实不是那么好,MySQL 解决不了的问题,TiDB 也解决不了。

直到 2020 年的 TiDB 4.0 版本开始,TiFlash 出现了,我们就又想尝试一下 TiDB。当时多点的业财业务非常复杂,数据量非常多,MySQL 已经承载不了这个数据。通过调研,我们最终选择将这部分数据迁移到 TiDB。2020 年 6 月开始,TiDB 上线测试环境;9 月,生产环境正式升级到 TiDB 4.0 GA 版本;10 月,生产环境又升级到 4.0.6 版本;2021 年 4 月,继续升级到 4.0.9 版本;2021 年 10 月,升级到 5.1.2 版本;2022 年,升级到 5.1.4;2023 年,升级到 6.1.5;直到最近,我们升级到 TiDB 的 6.5.8 版本。其实,多点每年都在升级新的版本,这里面当然也有一些线上的问题在推动着我们升级,后面会详细展开。

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多点用 TiDB 到底在做什么?为什么要选择 TiDB?我会从四个场景展开分享多点将 TiDB 应用到哪些场景中。

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第一个场景是持续增长类数据。TiDB 在持续增长类的场景中是非常适合使用的,一个是它只管写入,无限扩容,不像 MySQL,如果写多了就要做迁移,做分库分表,要去保证集群的高可用,迁移代价也非常高,要去做各种各样的沟通,还有很多迁移风险。TiDB 有一个平滑迁移的功能,并且存储成本降低了 70%。同时,TiDB 在存储数据时和 MySQL 不一样, MySQL 是没有经过压缩的, TiDB 会经过压缩算法将数据进行压缩。经过我们测试,TiDB 的一个单副本和 MySQL 的单副本比起来最大有接近 10 倍的差距。即便是日志类的数据, TiDB 是三副本, MySQL 是主从两份数据,TiDB 的数据存储成本也会降低很多。

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第二个场景是数据冷热分离,历史数据归档。我们在刚开始用 TiDB 时, DM 还没有现在的 DM cluster 那么成熟,所以我们自研了 DRC-TiDB 同步工具,用这个工具去做从 MySQL 到 TiDB 的同步,将一些冷数据、历史归档数据放到 TiDB 里面。然后 MySQL 就保持高性能读写, TiDB 全量储存。

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第三个场景是合库合表,OLAP 聚合查询。MySQL 里的数据分布在不同的库和不同的表里面,研发在查询时就会非常痛苦。做分库分表的都知道,在分库分表里去做查询、聚合都非常痛苦。研发其实很喜欢把很多的分库分表,很多的数据聚合在一起,TiDB 可以非常好地支持做这个事情,并且 TiFlash 是列存的数据,有全量数据,我们可以用 TiFlash 去加速一些统计的操作。

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第四个场景是替换 ES。在多点内部, ES 用的非常多,但 ES 的成本非常高。如果涉及到大数据量存储的话,ES 需要很多机器,我们用 TiDB 做了一些 ES 的替换。实话实说,有一些查询场景,比如模糊查询, ES 其实比 TiDB 会更好一些。所以做 ES 替换的时候,我们也做了一些测试,如果迁到 TiDB 里查询性能没有 ES 好,我们就不会去替换。实际结果测下来,有大概 60% 的 ES 是可以替换的,整体成本也降低了很多。

多点的数据技术栈架构

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上图是多点数据技术栈的整体架构。数据从 MySQL、仓储、销售、支付这些数据库,通过 DRC-TiDB,流转到 TiDB 集群里;财务引擎也可以直接把数据清洗转换过来,在 TiDB 里面去做读写;其他一些业务也会在 TiDB 里面去做读写。在这个流程的下游,我们会在 TiDB 里面直接去做一些分析,比如一些财务相关 API 、财务核算、全流程的跟踪系统、经营分析等。此外,我们还有一些大数据的需求,是通过 TiCDC 将数据流转到 Kafka,然后再到 Spark,再到大数据离线数仓。比如说有一些离线的报表需求,都是到 Hive 里面去做,整个流程较长。

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之前,多点出海业务只部署在微软云上,但慢慢出现了一些问题:

  • 第一是多点的 RTA OS (多点的零售技术平台)部署在微软云新加坡 region 上,但经常出现基础设施不稳定的状况,比如云主机异常重启,网络异常,这些问题会导致多点的机器重启或者服务不可用、服务之间断联;
  • 第二是 IO 性能不符合预期。比如说有一些磁盘虽然支持 ADE 磁盘加密,但 IO 性能就不是很好。如果不支持,可能又无法满足我们在海外的一些安全要求;
  • 第三是微软云的成本较高。

基于这些原因,我们就从只部署微软云改为“微软云+华为云”双机房的部署模式,目标是当任意机房不可用时,TiDB 都可以自动恢复补救数据。我们通过微软云和华为云,在新加坡为 RTA 搭建同城双活架构,应用、中间件、数据库跨 2 个公有云部署,实现 3 个同城机房,任意一个机房不可用业务都可以快速恢复,提高 RTA OS 可用性。

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上图是双机房部署方案的架构图,微软云有两个 zone,华为云有一个 zone,TiDB 的 PD 集群跨三个 zone 部署, TiCDC 在微软云和华为云各部署一个节点,TiDB 也在微软云和华为云各部署一套,各部署一些节点。这样做的话,需要在 TiKV 节点打上 dc 的 label,然后去把 region 分布在三个机房。TiDB 至少 2 个节点,跨 2 个机房部署,TiCDC 也是跨 2 个机房部署。我们也对 DRC-TiDB 同步链路恢复做了一些优化,做了一些 master standby 的结构,如果一个 DRC-TiDB 链路中, MySQL 到 TiDB 的链路挂了,另外一个能起到 standby 的作用。

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这是我们在 TiKV 上打的一些 dc 的 label,里面的 zone、dc、rack、 host 其实大家都可以自己配置,这只是标识出你要把 region 分布在哪些机器、zone 上。不过,Placement rules 跟这个方法是不能一起使用的,有可能出现预期外的一些问题。

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实施方面,我们将 PD 集群从微软云迁移 1 个节点到华为云,TiKV 节点打上 dc label,从微软云迁出部分节点到华为云,等它自动 rebalance 完,然后 TiDB 也从微软云迁出一个节点到华为云。整个过程其实是非常平滑的,如果我们用 MySQL 从一个云迁移到多个云的话,就会非常麻烦。或者将 MySQL 从一个云迁移到另外一个云,也非常麻烦。我们其实做过很多 MySQL 的迁移工作,比如前段时间把腾讯云上的 MySQL 整体迁移到火山云,其中一些环境的工作量非常大,而且风险也很大,但 TiDB 做这种迁移就非常平滑。

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我们在使用 TiDB 的时候也会遇到一些问题,并不是说 TiDB 就完美无缺了。但 TiDB 的社区非常开放活跃,不管遇到什么问题,你去 asktug 上一查,很多问题都有人遇到过了,从他们的分享中你可以直接获得帮助。

比如在 4.0.9 版本,我们遇到过 TiDB Server 的 OOM 问题。它的 expensive SQL hashagg to sreamagg 有一个问题,在内存里面去做一个哈希,TiDB server 耗费的内存非常高。我们当时改成 stream aggregation 走这个执行计划,内存消耗一下就降下来。在 TiDB 更新的版本里,这些问题都已经解决了。其实,在 TiDB 4.0.9 版本中,不论是 TiDB Server、TiKV 或是 TiFlash,内存控制都没现在的版本好。那为什么现在的版本就会好很多?这是因为大量的社区用户都反馈了使用 TiDB 时遇到的问题,经过官方优化,新版本自然就解决了。

4.0.9 还有一个 CDC 的问题。CDC 因为主要是涉及到一些大数据需求,或者需要流转到下游的需求才会用到。如果数据量小的话,应该不会遇到很多问题。当时,我们的 CDC 就是重启后 checkpoint 不推进,挂了以后起不来。这主要是因为当时 sort-engine 默认是 memory,如果机器内存不够,在重启后做排序的时候,它内存就不够了。后面的新版本有 unified sort DR,内存不够了就会先放到磁盘,然后再去做一些排序,做一些 check。

此外,我们的 dashboard 当时按非时间排序查询 slowlog ,导致了 TiDB OOM ,这是因为 plan decode 引起 insert SQL 较大。如果 insert SQL 不大这个问题是不会产生的。还有一些执行计划跑偏的问题,TiFlash 重启起不来的问题,当时我们都遇到过,后续的版本都已经解决了。其实,任何数据库,数据量很小的时候都会没问题,一旦上了量,问题就会变多。所以有我们这种数据量比较大的用户使用 TiDB,就会帮大家把这些雷都排了,大家再遇到这些问题就可以放心使用了。

升级也是大家都会关心的问题,升级后 TiDB 万一起不来怎么办?我们在 5.1.2 版本就遇到了这个问题。TiDB 升级的正常顺序应该是 TiFlash、PD、TiKV、 pump、tidb、drainer、cdc、prometheus、grafana、alertmanager 这样一个顺序。有一次,我们升级的时候 TiFlash 升级完马上就升级 CDC 组件,跳过了 PD、TiKV、 pump,最后升级失败了。当时 TiUP 1.5.1 版本组件可能存在问题,升级到更新的 TiUP 版本就解决了这个问题。

在 6.1.5 版本升级的时候,我们也遇到过问题。当时升级后发现 TiDB 起不来,经过仔细检查发现是因为我们升级前有一个大的 DDL 在跑,升级过程中这个 DDL 阻塞了升级数据字典的操作,数据字典一直没有升级成功,导致 TiDB 就起不来。

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从上图可以看到,有一个 alter table mysql.stats_meta 去加字段的时候加不了,这是我们升级过程中遇到的异常。所以,我建议升级的时候一定要检查有没有大的 DDL。实际上,这个问题也是因为我们的数据量很大,DDL 执行的时间很长,当时没有等 DDL 跑完就重启了,如果数据量小的话应该就不会遇到这个问题。

综上所述,曾经遇到的问题都可以在 TiDB 的新版本得到解决。我给大家的建议是能用新版本就不要用旧版本。很多问题在我们这些老用户用的时候就已经遇到过,这些问题已经反馈给了社区,并陆续在新版本中都已经解决了。我相信,如果用 TiDB 的人越来越多,社区也像现在这样一直活跃的话,TiDB 就会越来越好!

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