TiDB整体架构以及在Mac系统上快速安装部署TiDB

TiDB整体架构以及在Mac系统上快速安装部署TiDB

整体架构和三个核心组件

TiDB集群主要包括三个核心组件：

• TiKV Server

  ​ 负责存储数据。是一个分布式的对外提供事务的Key-Value存储引擎。

  • 存储事务的基本单位是Region,每个region负责存储一个Key Range: [StartKey, EndKey) 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，调度的基本单位也是Region。

• 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 通过 Raft 协议保证数据的安全性。Raft 的 leader server 负责处理所有操作，其余的 PD server 仅用于保证高可 用。建议部署奇数个 PD 节点。

两大核心特性

• 无限水平扩展

  包含两方面：

  • 计算能力

    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。

  • 存储能力

    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。

  -> 部署策略：早期可以部署少量的服务实例，随着业务增长，按需添加TiKV或TiDB实例。

• 高可用

  指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。

部署

TiDB 可以部署在本地和云平台上，支持公有云、私有云和混合云。常见的TiDB集群部署方式：

• 使用Ansible部署:如果用于生产环境，须使用Ansible部署TiDB集群。

• 使用Ansible离线部署:如果部署环境无法访问网络，可使用Ansible进行离线部署。

• 使用DockerCompose部署:如果你只是想测试TiDB、体验TiDB的特性，或者用于开发环境，可以使用

  Docker Compose 在本地快速部署 TiDB 集群。该部署方式不适用于生产环境。

• 使用Docker部署:你可以使用Docker部署TiDB集群，但该部署方式不适用于生产环境。

快速上手_使用DockerCompose部署

在Mac系统上快速安装TiDB

可以根据官网教程安装TiDB，有两种可选环境：Production（生产环境）和 Development（开发环境），这里我们选择开发环境。

Homebrew install instructions (Recommended):

1. Install Homebrew

2. Install TiDB

   brew tap pingcap/brew
   

   brew install tidb-server
   

3. Start TiDB

   tidb-server
   

4. If you would like to connect a MySQL client to TiDB

   brew install mysql-client
   

   mysql -h 127.0.0.1 -P4000 -uroot
   

使用 Docker Compose 快速构建 TiDB 集群

新手在学习阶段想要体验TiDB特性，快速构建一个开发环境，可以在单机上通过 Docker Compose 快速一键部署一套 TiDB 测试集群。Docker Compose 可以通过一个YAML 文件定义多个容器的应用服务，然后一键启动或停止。

准备环境

• Docker(17.06.0及以上版本)

• DockerCompose

• Git

快速部署

1. 下载tidb-docker-compose

   git clone https://github.com/pingcap/tidb-docker-compose.git

2. 创建并启动集群

   cd tidb-docker-compose && docker-compose pull # Get the latest Docker images
   docker-compose up -d
   

3. 访问集群

   mysql -h 127.0.0.1 -P 4000 -u root
   

访问集群监控页面：

访问集群 Grafana 监控页面:http://localhost:3000 ，点击左下角的登陆图标：

登陆，默认用户名和密码均为 admin。

即可查看整个集群的状态：
接下来按照自己需求查看整个集群概况(Overview),或者查看各个组件的状态即可。

Referrence

Raft协议详细解析_如何通过选举过程保持一致性