Kubernetes 上的 TiDB 集群扩缩容

Kubernetes 上的 TiDB 集群扩缩容

本文介绍 TiDB 在 Kubernetes 中如何进行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节点的数量，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 进行顺序扩缩容操作。扩容操作按照节点编号由小到大增加节点，缩容操作按照节点编号由大到小删除节点。目前 TiDB 集群使用 TidbCluster Custom Resource (CR) 管理方式。

扩缩容 PD、TiDB、TiKV

使用 kubectl 修改集群所对应的 TidbCluster 对象中的 spec.pd.replicas、spec.tidb.replicas、spec.tikv.replicas 至期望值。

同样，你可以使用以下命令在线修改 Kubernetes 集群中的 TidbCluster 定义。

kubectl edit tidbcluster ${cluster_name} -n ${namespace}

你可以通过以下指令查看 Kubernetes 集群中对应的 TiDB 集群是否更新到了你的期望定义。

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

如果上述指令输出的 TidbCluster 中，spec.pd.replicas、spec.tidb.replicas、spec.tikv.replicas 的值和你之前更新的值一致，那么可以通过以下指令来观察 TidbCluster Pod 是否新增或者减少。对于 PD 和 TiDB 而言，会需要 10 到 30 秒左右的时间进行扩容或者缩容。对于 TiKV 组件，由于涉及到数据搬迁，可能会需要 3 到 5 分钟来进行扩容或者缩容。

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

扩容 TiFlash

如果集群中部署了 TiFlash，可以通过修改 spec.tiflash.replicas 对 TiFlash 进行扩容。

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。

缩容 TiFlash

通过 port-forward 暴露 PD 服务：

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

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：
```
 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。
回到 port-forward 命令所在窗口，按 Ctrl+C 停止 port-forward。
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，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，参考访问 TiDB 集群的步骤连接到 TiDB 服务，并针对所有副本数大于集群剩余 TiFlash Pod 数的表执行如下命令：
```
 alter table <db_name>.<table_name> set tiflash replica 0;
```
等待相关表的 TiFlash 副本被删除。

连接到 TiDB 服务，执行如下命令，查不到相关表的同步信息时即为副本被删除：
```
 SELECT * FROM information_schema.tiflash_replica WHERE TABLE_SCHEMA = '<db_name>' and TABLE_NAME = '<table_name>';
```
修改 spec.tiflash.replicas 对 TiFlash 进行缩容。

你可以通过以下指令查看 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。检查以下指令输出内容中，spec.tiflash.replicas 的值是否符合预期值。
```
 kubectl get tidbcluster ${cluster-name} -n ${namespace} -oyaml
```

查看集群水平扩缩容状态

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。

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。

水平扩缩容故障

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。

垂直扩缩容

垂直扩缩容操作指的是通过增加或减少节点的资源限制，来达到集群扩缩容的目的。垂直扩缩容本质上是节点滚动升级的过程。目前 TiDB 集群使用 TidbCluster Custom Resource (CR) 管理方式。

垂直扩缩容操作

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。

如果集群中部署了 TiFlash，可以通过修改 spec.tiflash.resources 对 TiFlash 进行垂直扩缩容。

如果集群中部署了 TiCDC，可以通过修改 spec.ticdc.resources 对 TiCDC 进行垂直扩缩容。

查看垂直扩缩容进度

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。

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 作为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。

垂直扩缩容故障