AntDB存储技术——水平动态扩展技术

数据库集群安装完成后，其数据存储容量是预先规划并确定的。随着时间的推移以及业务量的增加，数据库集群中的可用存储空间不断减少，面临数据存储容量扩充的需求。

通过增加数据节点，扩充集群数据容量，必然需要对已有数据重新分布， 即将已有数据迁移到其他数据节点。传统的分布式集群存储扩容方案中，数 据迁移时，禁止对数据进行访问，而数据迁移时间较长，从而影响了可用性。AntDB 提供的 hot expasion 扩容方案中，将原有的数据迁移分成数据同步和路由切换两个阶段。

在数据同步阶段，通过热备和流复制技术，保证新增节点增量追加源节点数据，不对表加锁，不影响数据库集群对外提供服务。当新增节点与源节点数据同步时间在秒级时，进入路由切换阶段。锁住集群，暂停集群对外服务，等到并确认源节点与新增节点数据一致后，修改访问路由，最后解锁集群，恢复集群对外服务。

通过将数据迁移划分为两个阶段，hot expasion 扩容方案将扩容对集群可用性的影响时间，从整个数据迁移阶段缩小到路由切换阶段，由于路由切换正常在 10 秒内可以完成，从而极大地减少扩容对集群可用性的影响。

hot expasion 的扩容是针对单个数据节点的扩容。假设集群中现有 DN 节点A，当节点 A 不足以容纳数据时，添加节点 B，将节点 A 中原有数据，重新分布到A 与B 两个节点，从而达到增加集群容量的目的。节点 A 成为被扩容节点， 节点 B 成为扩容节点。
如图 3-5 所示为 AntDB 水平动态扩容流程，具体为：
（1）数据同步阶段：将节点 A 数据同步到节点 B。不对节点 A 加锁，不影响对节点 A 的访问。当节点 A 与节点 B 数据同步时间在秒级时，进入路由切换阶段。
（2）路由切换阶段：锁定集群，等待并确定节点A 和节点B 数据一致后，将节点 B 加入路由表，解除集群锁。新的访问使用更新后的路由。
（3）数据清除阶段：将 A 与B 两个节点中不属于本节点的冗余数据删除。

图 3-5 AntDB 水平动态扩容流程

hot expasion 扩容方案的核心是：通过增量数据复制，减少数据迁移对集群可用性的影响。该方案需要对原有的表定义、数据路由和数据可见性的处理进行修改，并支持合理高效的冗余数据删除。