一、了解TiDB
1.1 TiDB整体架构
要深入了解 TiDB 的水平扩展和高可用特点，首先需要了解 TiDB 的整体架构。
TiDB 集群主要分为三个组件：
TiDB Server
TiDB Server 负责接收 SQL 请求，处理 SQL 相关的逻辑，并通过 PD 找到存储计算所需数据的 TiKV 地址，与 TiKV 交互获取数据，最终返回结果。 TiDB Server 是无状态的，其本身并不存储数据，只负责计算，可以无限水平扩展，可以通过负载均衡组件（如 LVS、HAProxy 或 F5）对外提供统一的接入地址。
PD Server
Placement Driver (简称 PD) 是整个集群的管理模块，其主要工作有三个： 一是存储集群的元信息（某个 Key 存储在哪个 TiKV 节点）；二是对 TiKV 集群进行调度和负载均衡（如数据的迁移、Raft group leader 的迁移等）；三是分配全局唯一且递增的事务 ID。
PD 是一个集群，需要部署奇数个节点，一般线上推荐至少部署 3 个节点。
TiKV Server
TiKV Server 负责存储数据，从外部看 TiKV 是一个分布式的提供事务的 Key-Value 存储引擎。存储数据的基本单位是 Region，每个 Region 负责存储一个 Key Range （从 StartKey 到 EndKey 的左闭右开区间）的数据，每个 TiKV 节点会负责多个 Region 。TiKV 使用 Raft 协议做复制，保持数据的一致性和容灾。副本以 Region 为单位进行管理，不同节点上的多个 Region 构成一个 Raft Group，互为副本。数据在多个 TiKV 之间的负载均衡由 PD 调度，这里也是以 Region 为单位进行调度。
1.2核心特性
水平扩展
无限水平扩展是 TiDB 的一大特点，这里说的水平扩展包括两方面：计算能力和存储能力。TiDB Server 负责处理 SQL 请求，随着业务的增长，可以简单的添加 TiDB Server 节点，提高整体的处理能力，提供更高的吞吐。TiKV 负责存储数据，随着数据量的增长，可以部署更多的 TiKV Server 节点解决数据 Scale 的问题。PD 会在 TiKV 节点之间以 Region 为单位做调度，将部分数据迁移到新加的节点上。所以在业务的早期，可以只部署少量的服务实例（推荐至少部署 3 个 TiKV， 3 个 PD，2 个 TiDB），随着业务量的增长，按照需求添加 TiKV 或者 TiDB 实例。
高可用
高可用是 TiDB 的另一大特点，TiDB/TiKV/PD 这三个组件都能容忍部分实例失效，不影响整个集群的可用性。下面分别说明这三个组件的可用性、单个实例失效后的后果以及如何恢复。
TiDB
TiDB 是无状态的，推荐至少部署两个实例，前端通过负载均衡组件对外提供服务。当单个实例失效时，会影响正在这个实例上进行的 Session，从应用的角度看，会出现单次请求失败的情况，重新连接后即可继续获得服务。单个实例失效后，可以重启这个实例或者部署一个新的实例。
PD
PD 是一个集群，通过 Raft 协议保持数据的一致性，单个实例失效时，如果这个实例不是 Raft 的 leader，那么服务完全不受影响；如果这个实例是 Raft 的 leader，会重新选出新的 Raft leader，自动恢复服务。PD 在选举的过程中无法对外提供服务，这个时间大约是3秒钟。推荐至少部署三个 PD 实例，单个实例失效后，重启这个实例或者添加新的实例。
TiKV
TiKV 是一个集群，通过 Raft 协议保持数据的一致性（副本数量可配置，默认保存三副本），并通过 PD 做负载均衡调度。单个节点失效时，会影响这个节点上存储的所有 Region。对于 Region 中的 Leader 节点，会中断服务，等待重新选举；对于 Region 中的 Follower 节点，不会影响服务。当某个 TiKV 节点失效，并且在一段时间内（默认 30 分钟）无法恢复，PD 会将其上的数据迁移到其他的 TiKV 节点上。
1.3本次安装计划
主要参考文章：TiDB官网
使用的是CentOS 7环境安装，在线安装方式。
TiDB的在线安装方式主要是通过安装台中控台，配置中控台，并通过tidb用户和目标服务器互联互通，然后通过中控台在目标服务器直接安装配置的服务。
另外TiDB对服务器硬件配置比较高，并且会因为配置不够而安装失败，这里会简单说下我的配置，最后会指出我安装失败的时候服务器硬件配置。
主要安装计划为：
二、中控机安装
2.1 中控机创建tidb用户
以 root 用户登录中控机
在中控机上使用yum安装系统依赖包
yum -y install epel-release git curl sshpass
yum -y install python-pip
创建 tidb 用户
useradd -m -d /home/tidb tidb
设置 tidb 用户密码
passwd tidb
如下图及为设置成功
配置 tidb 用户 sudo 免密码，将 tidb ALL=(ALL) NOPASSWD: ALL 添加到文件末尾即可。
visudo
tidb ALL=(ALL) NOPASSWD: ALL
进入文档末尾
从 root 用户切换到 tidb 用户下
su - tidb
创建 tidb 用户 ssh key
ssh-keygen -t rsa
然后让输入密码或者其他时，一直回车即可
执行成功后，ssh 私钥文件为/home/tidb/.ssh/id_rsa ， ssh 公钥文件为 /home/tidb/.ssh/id_rsa.pub
2.2中控机器上下载 TiDB-Ansible
以 tidb 用户登录中控机并进入 /home/tidb 目录。
这里我选择安装2.0版本，是最新稳定版本，可用于生产环境。
使用以下命令从 Github TiDB-Ansible 项目上下载 TiDB-Ansible 相应分支，默认的文件夹名称为 tidb-ansible 。
git clone -b release-2.0 https://github.com/pingcap/tidb-ansible.git
ps：一定将 tidb-ansible 下载到 /home/tidb 目录下，权限为 tidb 用户，不要下载到 /root 下，否则会遇到权限问题。
2.3在中控机器上安装 Ansible 及其依赖
以 tidb 用户登录中控机，请务必按以下方式通过 pip 安装 Ansible 及其相关依赖的指定版本，否则会有兼容问题。安装完成后，可通过 ansible --version 查看 Ansible 版本。目前 release-2.0 及 master 版本兼容 Ansible 2.4 及 Ansible 2.5 版本，Ansible 及相关依赖版本记录在 tidb-ansible/requirements.txt 文件中。
进入tidb-ansible文件夹安装
cd /home/tidb/tidb-ansible
sudo pip install -r ./requirements.txt
查看ansible版本
ansible --version
2.4在中控机上配置部署机器 ssh 互信及 sudo 规则
以 tidb 用户登录中控机，将你的部署目标机器 IP 添加到 hosts.ini 文件 [servers] 区块下。
cd /home/tidb/tidb-ansible
vi hosts.ini
如果有部署目标机器的root密码，使用如下命令即可
ansible-playbook -i hosts.ini create_users.yml -u root -k
因为我没有root密码，使用的手工配置，参考如何手工配置 ssh 互信及 sudo 免密码 。
在每一个目标机创建tidb用户，并设置登录密码，配置 tidb 用户 sudo 免密码。该步骤按照2.1中配置即可。
以 tidb 用户登录到中控机，执行以下命令，将 10.18.3.98 替换成你的部署目标机器 IP，按提示输入部署目标机器 tidb 用户密码，执行成功后即创建好 ssh 互信，其他机器同理。
ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub 10.18.3.98
这里我遇到一个问题，直接回车没有输入yes，可能是我其他原因导致的，一直为
图中红框这里需要输入 yes
然后按照提示，用命令进行测试
3目标机安装
3.1在部署目标机器上安装 NTP 服务
如果你的部署目标机器时间、时区设置一致，已开启 NTP 服务且在正常同步时间，此步骤可忽略。可参考 如何检测 NTP 服务是否正常 。
该步骤将在部署目标机器上使用系统自带软件源联网安装并启动 NTP 服务，服务使用安装包默认的 NTP server 列表，见配置文件 /etc/ntp.conf 中 server 参数，如果使用默认的 NTP server，你的机器需要连接外网。 为了让 NTP 尽快开始同步，启动 NTP 服务前，系统会 ntpdate hosts.ini 文件中的ntp_server 一次，默认为 pool.ntp.org ，也可替换为你的 NTP server。
以 tidb 用户登录中控机，执行以下命令：
cd /home/tidb/tidb-ansible
ansible-playbook -i hosts.ini deploy_ntp.yml -u tidb -b
由于我的服务器，ntp只是没有启动，所以启动之后就可以了，上述的安装ntp没有进行验证。
3.2在部署目标机器上配置 CPUfreq 调节器模式
我的目标机根据命令
cpupower frequency-info --governors
这里不再叙述，如有需要可以查看 使用 CPUFREQ 调控器 文档, 了解更多 CPUFREQ 相关信息。
3.3在部署目标机器上添加数据盘 ext4 文件系统挂载参数
部署目标机器数据盘请格式化成 ext4 文件系统，挂载时请添加 nodelalloc 和 noatime 挂载参数。 nodelalloc是必选参数，否则 Ansible 安装时检测无法通过，noatime 是可选建议参数。
先确定自己的系统盘是否已经被格式化ext4文件系统
切换为root用户
查看数据盘分区 UUID，FSTYPE即为数据盘类型
lsblk -f
我的是
或者使用
fdisk -l
可以查看数据盘的详细信息，我的是：
我的已经是ext4文件系统，下面以/dev/datavg01/app数据盘为列，需要先执行 umount 命令卸载
卸载前使用
df -h
如图所示
umount /dev/datavg01/app
如果出现
使用下面命令，查看使用这个文件的进程，/app 就是要解除挂载的目录，然后使用 kill 命令杀掉
fuser -m /app
如图所示：
将对应的进程停掉，使用 umount 卸载后，用 df -h 输出如下：
表示卸载成功
使用命令 lsblk -f 查看数据盘分区UUID，本例中的/dev/datavg01/app的UUID为29329fc5-57dd-4c56-aefc-b6b760129fff
编辑 /etc/fstab 文件，添加 nodelalloc 挂载参数
vi /etc/fstab
在文档末尾添加配置，其中UUID即为上面的挂载盘的UUID，/app即为要挂载的目录，后面的是挂载参数
UUID=29329fc5-57dd-4c56-aefc-b6b760129fff /app ext4 defaults,nodelalloc,noatime 0 2
然后使用下面的命令，将 /etc/fstab 中定义的所有档案系统挂上
mount -a
执行以下命令，如果文件系统为 ext4，并且挂载参数中包含 nodelalloc 表示生效：
mount -t ext4
下图即表示挂载成功，且参数生效
4 分配机器资源
4.1分配机器资源，编辑 inventory.ini 文件
标准 TiDB 集群需要 6 台机器:
2 个 TiDB 节点
3 个 PD 节点
3 个 TiKV 节点，第一台 TiDB 机器同时用作监控机
以 tidb 用户登录中控机， inventory.ini 文件路径为 /home/tidb/tidb-ansible/inventory.ini
vi /home/tidb/tidb-ansible/inventory.ini
根据安装计划进行配置
如果是单机多TiKV实例部署，配置上有些不同，具体还请参考官方文档。
4.2 inventory.ini 变量调整
部署目录通过 deploy_dir 变量控制，默认全局变量已设置为 /home/tidb/deploy ，对所有服务生效。如数据盘挂载目录为 /app ，可设置为 /app/deploy ，样例如下:
用户名请不要改变，这个和之前创建的用户名要相同
其他变量调整：
注： 以下控制变量开启请使用首字母大写 True ，关闭请使用首字母大写 False
我只是修改了
集群名称：cluster_name = tidb-test-cluster
TiDB 慢查询日志记录到单独文件：enable_slow_query_log = {{ deploy_dir }}/log/tidb_slow_query.log
采集日志时，采集最近几个小时的日志：collect_log_recent_hours = 6
5 部署任务
5.1确认ssh互信、tidb用户sudo免密配置成功
执行以下命令如果所有 server 返回 tidb 表示 ssh 互信配置成功。
ansible -i inventory.ini all -m shell -a 'whoami'
成功时的输出为：
如果为下面的情况，可能是因为没有发送秘钥（ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub 10.18.3.98）
如果为下面的情况，可能是因为当前所在的目录不是/home/tidb/tidb-ansible
如果为下面的情况，可能是因为对提示中的文件（fact_files）权限不够
执行以下命令如果所有 server 返回 root 表示 tidb 用户 sudo 免密码配置成功。
ansible -i inventory.ini all -m shell -a 'whoami' -b
成功时的输出为：
5.2联网下载 TiDB binary 到中控机
执行 local_prepare.yml playbook，联网下载 TiDB binary 到中控机：
ansible-playbook local_prepare.yml
下载成功时最后输出为：
5.3初始化系统环境，修改内核参数
初始化系统环境，修改内核参数
ansible-playbook bootstrap.yml
修改成功时最后输出为：
额。。。因为我这时的服务器硬件配置不够高，直接导致安装失败，提示的含义也很明显，如下图：
从最上面的安装计划中可以看出，这两个（10.18.3.97、10.18.3.98）是要安装TiDB服务的，但是我的只有两核，直接提示无法安装。这里我并不确定他的检查程序是检查到一个不行，就不再检查了。还是检查完所有的说这两个不行。所以，只能按照官网的提示升级所有服务器了。官网要求的服务器配置如下图：
我这边最后的服务器配置为：
目前只是测试环境对功能和性能的简单测试，没有进行更高配置升级。
啊