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TiDB

TIDB是pingcap公司开源的一款分布式数据库,结合了RDBMS和NOSQL两者的特性,支持对业务无感知的水平扩容,具备数据强一致性和高可用性

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简介

TIDB是pingcap公司开源的一款分布式数据库,结合了RDBMS和NOSQL两者的特性,支持对业务无感知的水平扩容,具备数据强一致性和高可用性。TIDB具备以下特性对某些业务应该有很大的吸引力。

  • 兼容MYSQL协议:由于TIDB兼容了MYSQL协议,业务几乎可以零成本的从MYSQL迁移到TIDB。
  • 水平弹性扩展:mysql虽然也可以分库分表水平扩展,但是如果需要继续水平扩容,就需要dba迁移数据,客户端可能还要修改路由规则。TIDB可以按需水平扩展吞吐或存储,数据自动迁移。
  • 分布式事物:TIDB支持分布式事物。
  • 高可用数据强一致:TIDB基于raft的多数派选举保证了数据的强一致性,并且在不丢失大部分副本的情况下,可以自动failover。

架构

在内核设计上,TiDB 分布式数据库将整体架构拆分成了多个模块,各模块之间互相通信,组成完整的 TiDB 系统。对应的架构图如下:

TiDB

 

  • TiDB Server:SQL 层,对外暴露 MySQL 协议的连接 endpoint,负责接受客户端的连接,执行 SQL 解析和优化,最终生成分布式执行计划。TiDB 层本身是无状态的,实践中可以启动多个 TiDB 实例,通过负载均衡组件(如 LVS、HAProxy 或 F5)对外提供统一的接入地址,客户端的连接可以均匀地分摊在多个 TiDB 实例上以达到负载均衡的效果。TiDB Server 本身并不存储数据,只是解析 SQL,将实际的数据读取请求转发给底层的存储节点 TiKV(或 TiFlash)。
  • PD Server:整个 TiDB 集群的元信息管理模块,负责存储每个 TiKV 节点实时的数据分布情况和集群的整体拓扑结构,提供 TiDB Dashboard 管控界面,并为分布式事务分配事务 ID。PD 不仅存储元信息,同时还会根据 TiKV 节点实时上报的数据分布状态,下发数据调度命令给具体的 TiKV 节点,可以说是整个集群的“大脑”。此外,PD 本身也是由至少 3 个节点构成,拥有高可用的能力。建议部署奇数个 PD 节点。
  • 存储节点
    • 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 的 API 在 KV 键值对层面提供对分布式事务的原生支持,默认提供了 SI (Snapshot Isolation) 的隔离级别,这也是 TiDB 在 SQL 层面支持分布式事务的核心。TiDB 的 SQL 层做完 SQL 解析后,会将 SQL 的执行计划转换为对 TiKV API 的实际调用。所以,数据都存储在 TiKV 中。另外,TiKV 中的数据都会自动维护多副本(默认为三副本),天然支持高可用和自动故障转移。
    • TiFlash:TiFlash 是一类特殊的存储节点。和普通 TiKV 节点不一样的是,在 TiFlash 内部,数据是以列式的形式进行存储,主要的功能是为分析型的场景加速。

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