手动扩缩容 Kubernetes 上的 TiDB 集群

本文介绍如何对部署在 Kubernetes 上的 TiDB 集群进行手动水平扩缩容和垂直扩缩容。

水平扩缩容

TiDB 水平扩缩容操作指的是通过增加或减少 Pod 的数量，来达到集群扩缩容的目的。扩缩容 TiDB 集群时，会按照填入的 replicas 值，对 PD、TiKV、TiDB 按顺序进行扩缩容操作。

  • 如果要进行扩容操作，可将某个组件的 replicas 值调大。扩容操作会按照 Pod 编号由小到大增加组件 Pod，直到 Pod 数量与 replicas 值相等。
  • 如果要进行缩容操作，可将某个组件的 replicas 值调小。缩容操作会按照 Pod 编号由大到小删除组件 Pod，直到 Pod 数量与 replicas 值相等。

水平扩缩容 PD、TiKV、TiDB

如果要对 PD、TiKV、TiDB 进行水平扩缩容，可以使用 kubectl 修改集群所对应的 TidbCluster 对象中的 spec.pd.replicas、spec.tikv.replicas、spec.tidb.replicas 至期望值。

  1. 按需修改 TiDB 集群组件的 replicas 值。例如，执行以下命令可将 PD 的 replicas 值设置为 3：

    1. kubectl patch -n ${namespace} tc ${cluster_name} --type merge --patch '{"spec":{"pd":{"replicas":3}}}'

  2. 查看 Kubernetes 集群中对应的 TiDB 集群是否更新到了你期望的配置。

    1. kubectl get tidbcluster ${cluster_name} -n ${namespace} -oyaml

    上述命令输出的 TidbCluster 中，spec.pd.replicas、spec.tidb.replicas、spec.tikv.replicas 的值预期应与你之前配置的值一致。

  3. 观察 TidbCluster Pod 是否新增或者减少。

    1. watch kubectl -n ${namespace} get pod -o wide

    PD 和 TiDB 通常需要 10 到 30 秒左右的时间进行扩容或者缩容。

    TiKV 组件由于涉及到数据搬迁，通常需要 3 到 5 分钟来进行扩容或者缩容。

水平扩缩容 TiFlash

如果你部署了 TiFlash，想对 TiFlash 进行水平扩缩容，请参照本小节的步骤进行操作。

水平扩容 TiFlash

如果要对 TiFlash 进行水平扩容，可以通过修改 spec.tiflash.replicas 来实现。例如，执行以下命令可将 TiFlash 的 replicas 值设置为 3：

  1. kubectl patch -n ${namespace} tc ${cluster_name} --type merge --patch '{"spec":{"tiflash":{"replicas":3}}}'

水平缩容 TiFlash

如果要对 TiFlash 进行水平缩容，执行以下步骤：

  1. 通过 port-forward 暴露 PD 服务：

    1. kubectl port-forward -n ${namespace} svc/${cluster_name}-pd 2379:2379

  2. 打开一个新终端标签或窗口，通过如下命令确认开启 TiFlash 的所有数据表的最大副本数 N：

    1. curl 127.0.0.1:2379/pd/api/v1/config/rules/group/tiflash | grep count

    输出结果中 count 的最大值就是所有数据表的最大副本数 N。

  3. 回到 port-forward 命令所在窗口，按 Ctrl+C 停止 port-forward。

  4. 如果缩容 TiFlash 后，TiFlash 集群剩余 Pod 数大于等于所有数据表的最大副本数 N，则直接进行下面第 6 步。如果缩容 TiFlash 后，TiFlash 集群剩余 Pod 数小于所有数据表的最大副本数 N，则执行以下步骤：

    1. 参考访问 TiDB 集群的步骤连接到 TiDB 服务。

    2. 针对所有副本数大于集群剩余 TiFlash Pod 数的表执行如下命令：

      1. alter table <db_name>.<table_name> set tiflash replica ${pod_number};

      ${pod_number} 为缩容 TiFlash 后，TiFlash 集群的剩余 Pod 数。

  5. 等待并确认相关表的 TiFlash 副本数更新。

    连接到 TiDB 服务，执行如下命令，查询相关表的 TiFlash 副本数：

    1. SELECT * FROM information_schema.tiflash_replica WHERE TABLE_SCHEMA = '<db_name>' and TABLE_NAME = '<table_name>';

  6. 修改 spec.tiflash.replicas 对 TiFlash 进行缩容。

    你可以通过以下命令查看 Kubernetes 集群中对应的 TiDB 集群中的 TiFlash 是否更新到了你的期望定义。检查以下命令输出内容中，spec.tiflash.replicas 的值是否符合预期值。

    1. kubectl get tidbcluster ${cluster-name} -n ${namespace} -oyaml

水平扩缩容 TiCDC

如果集群中部署了 TiCDC，可以通过修改 spec.ticdc.replicas 对 TiCDC 进行扩缩容。例如，执行以下命令可将 TiCDC 的 replicas 值设置为 3：

  1. kubectl patch -n ${namespace} tc ${cluster_name} --type merge --patch '{"spec":{"ticdc":{"replicas":3}}}'

查看集群水平扩缩容状态

  1. watch kubectl -n ${namespace} get pod -o wide

当所有组件的 Pod 数量都达到了预设值，并且都进入 Running 状态后，水平扩缩容完成。

使用 TiDB Operator - 图1

注意

  • PD、TiKV、TiFlash 组件在扩缩容的过程中不会触发滚动升级操作。
  • TiKV 组件在缩容过程中，TiDB Operator 会调用 PD 接口将对应 TiKV 标记为下线，然后将其上数据迁移到其它 TiKV 节点，在数据迁移期间 TiKV Pod 依然是 Running 状态，数据迁移完成后对应 Pod 才会被删除，缩容时间与待缩容的 TiKV 上的数据量有关，可以通过 kubectl get -n ${namespace} tidbcluster ${cluster_name} -o json | jq '.status.tikv.stores' 查看 TiKV 是否处于下线 Offline 状态。
  • 当 TiKV UP 状态的 store 数量 <= PD 配置中 MaxReplicas 的参数值时，无法缩容 TiKV 组件。
  • TiKV 组件不支持在缩容过程中进行扩容操作，强制执行此操作可能导致集群状态异常。假如异常已经发生，可以参考 TiKV Store 异常进入 Tombstone 状态 进行解决。
  • TiFlash 组件缩容处理逻辑和 TiKV 组件相同。
  • PD、TiKV、TiFlash 组件在缩容过程中被删除的节点的 PVC 会保留，并且由于 PV 的 Reclaim Policy 设置为 Retain，即使 PVC 被删除，数据依然可以找回。

垂直扩缩容

垂直扩缩容操作指的是通过增加或减少 Pod 的资源限制，来达到集群扩缩容的目的。垂直扩缩容本质上是 Pod 滚动升级的过程。

垂直扩缩容各组件

本小节介绍如何对 PD、TiKV、TiDB、TiFlash、TiCDC 进行垂直扩缩容。

  • 如果要对 PD、TiKV、TiDB 进行垂直扩缩容，通过 kubectl 修改集群所对应的 TidbCluster 对象的 spec.pd.resources、spec.tikv.resources、spec.tidb.resources 至期望值。

  • 如果要对 TiFlash 进行垂直扩缩容，修改 spec.tiflash.resources 至期望值。

  • 如果要对 TiCDC 进行垂直扩缩容，修改 spec.ticdc.resources 至期望值。

查看垂直扩缩容进度

  1. watch kubectl -n ${namespace} get pod -o wide

当所有 Pod 都重建完毕进入 Running 状态后，垂直扩缩容完成。

使用 TiDB Operator - 图2

注意

  • 如果在垂直扩容时修改了资源的 requests 字段，并且 PD、TiKV、TiFlash 使用了 Local PV，那升级后 Pod 还会调度回原节点，如果原节点资源不够，则会导致 Pod 一直处于 Pending 状态而影响服务。
  • TiDB 是一个可水平扩展的数据库，推荐通过增加节点个数发挥 TiDB 集群可水平扩展的优势，而不是类似传统数据库升级节点硬件配置来实现垂直扩容。

扩缩容故障诊断

无论是水平扩缩容、或者是垂直扩缩容，都可能遇到资源不够时造成 Pod 出现 Pending 的情况。可以参考 Pod 处于 Pending 状态来进行处理。