1 つのリージョンに 2 つのアベイラビリティ ゾーンを展開
このドキュメントでは、アーキテクチャ、構成、このデプロイメント モードを有効にする方法、このモードでレプリカを使用する方法など、1 つのリージョンに 2 つのアベイラビリティ ゾーン (AZ) を配置するデプロイメント モードについて説明します。
このドキュメントの「リージョン」という用語は地理的なエリアを指し、大文字の「リージョン」は TiKV のデータstorageの基本単位を指します。「AZ」はリージョン内の隔離された場所を指し、各リージョンには複数の AZ があります。このドキュメントで説明されているソリューションは、1 つの都市に複数のデータ センターがあるシナリオにも適用されます。
導入
TiDB は通常、高可用性と災害復旧機能を確保するために、マルチ AZ デプロイメント ソリューションを採用しています。マルチ AZ デプロイメント ソリューションには、1 つのリージョンに複数の AZ を配置したり、2 つのリージョンに複数の AZ を配置するなど、複数のデプロイメント モードが含まれます。このドキュメントでは、1 つのリージョンに 2 つの AZ を配置するデプロイメント モードを紹介します。このモードでデプロイすると、TiDB は低コストで高可用性と災害復旧の要件も満たすことができます。このデプロイメント ソリューションは、データ レプリケーション自動同期モード、または DR 自動同期モードを採用しています。
1 つのリージョンに 2 つの AZ を配置するモードでは、2 つの AZ は 50 キロメートル未満離れています。通常、これらは同じリージョンまたは 2 つの隣接するリージョンにあります。2 つの AZ 間のネットワークレイテンシーは1.5 ミリ秒未満で、帯域幅は 10 Gbps を超えます。
デプロイメントアーキテクチャ
このセクションでは、AZ1 と AZ2 という 2 つのアベイラビリティ ゾーンがそれぞれ東と西に配置されているリージョンの例を取り上げます。AZ1 はプライマリ AZ で、AZ2 はディザスタ リカバリ (DR) AZ です。
クラスター展開のアーキテクチャは次のとおりです。
- クラスターには 6 つのレプリカがあります。AZ1 には 3 つの Voter レプリカ、AZ2 には 2 つの Voter レプリカと 1 つのLearnerレプリカがあります。TiKVコンポーネントの場合、各ラックには適切なラベルがあります。
- ユーザーにとって透過的なデータの一貫性と高可用性を確保するために、 Raftプロトコルが採用されています。
このデプロイメント ソリューションでは、クラスターのレプリケーション ステータスを制御および識別するための 3 つのステータスを定義し、TiKV のレプリケーション モードを制限します。クラスターのレプリケーション モードは、3 つのステータス間で自動的かつ適応的に切り替えることができます。詳細については、セクションステータススイッチを参照してください。
- sync : 同期レプリケーション モード。このモードでは、災害復旧 AZ 内の少なくとも 1 つのレプリカがプライマリ AZ と同期します。Raft アルゴリズムにより、Raftに基づいて各ログが DR にレプリケートされます。
- async : 非同期レプリケーション モード。このモードでは、災害復旧 AZ はプライマリ AZ と完全に同期されません。Raft アルゴリズムは、Raftプロトコルに従ってログをレプリケートします。
- sync-recover : 同期リカバリモード。このモードでは、災害復旧 AZ はプライマリ AZ と完全に同期されていません。Raftは徐々にラベル レプリケーション モードに切り替わり、ラベル情報を PD に報告します。
コンフィグレーション
例
次のtiup topology.yamlのサンプル ファイルは、1 つのリージョン展開モードにおける 2 つの可用性ゾーンの一般的なトポロジ構成です。
# # Global variables are applied to all deployments and used as the default value of
# # the deployments if a specific deployment value is missing.
global:
user: "tidb"
ssh_port: 22
deploy_dir: "/data/tidb_cluster/tidb-deploy"
data_dir: "/data/tidb_cluster/tidb-data"
server_configs:
pd:
replication.location-labels: ["az","rack","host"]
pd_servers:
- host: 10.63.10.10
name: "pd-10"
- host: 10.63.10.11
name: "pd-11"
- host: 10.63.10.12
name: "pd-12"
tidb_servers:
- host: 10.63.10.10
- host: 10.63.10.11
- host: 10.63.10.12
tikv_servers:
- host: 10.63.10.30
config:
server.labels: { az: "east", rack: "east-1", host: "30" }
- host: 10.63.10.31
config:
server.labels: { az: "east", rack: "east-2", host: "31" }
- host: 10.63.10.32
config:
server.labels: { az: "east", rack: "east-3", host: "32" }
- host: 10.63.10.33
config:
server.labels: { az: "west", rack: "west-1", host: "33" }
- host: 10.63.10.34
config:
server.labels: { az: "west", rack: "west-2", host: "34" }
- host: 10.63.10.35
config:
server.labels: { az: "west", rack: "west-3", host: "35" }
monitoring_servers:
- host: 10.63.10.60
grafana_servers:
- host: 10.63.10.60
alertmanager_servers:
- host: 10.63.10.60
配置ルール
計画されたトポロジに基づいてクラスターをデプロイするには、 配置ルール使用してクラスター レプリカの場所を決定する必要があります。4 つのレプリカのデプロイ (2 つの Voter レプリカはプライマリ AZ に、1 つの Voter レプリカと 1 つのLearnerレプリカは災害復旧 AZ に) を例にとると、配置ルールを使用してレプリカを次のように構成できます。
cat rule.json
[
{
"group_id": "pd",
"group_index": 0,
"group_override": false,
"rules": [
{
"group_id": "pd",
"id": "az-east",
"start_key": "",
"end_key": "",
"role": "voter",
"count": 3,
"label_constraints": [
{
"key": "az",
"op": "in",
"values": [
"east"
]
}
],
"location_labels": [
"az",
"rack",
"host"
]
},
{
"group_id": "pd",
"id": "az-west-1",
"start_key": "",
"end_key": "",
"role": "follower",
"count": 2,
"label_constraints": [
{
"key": "az",
"op": "in",
"values": [
"west"
]
}
],
"location_labels": [
"az",
"rack",
"host"
]
},
{
"group_id": "pd",
"id": "az-west-2",
"start_key": "",
"end_key": "",
"role": "learner",
"count": 1,
"label_constraints": [
{
"key": "az",
"op": "in",
"values": [
"west"
]
}
],
"location_labels": [
"az",
"rack",
"host"
]
}
]
}
]
rule.jsonの設定を使用するには、次のコマンドを実行して既存の設定をdefault.jsonファイルにバックアップし、既存の設定をrule.jsonで上書きします。
pd-ctl config placement-rules rule-bundle load --out="default.json"
pd-ctl config placement-rules rule-bundle save --in="rule.json"
以前の構成にロールバックする必要がある場合は、バックアップ ファイルdefault.jsonを復元するか、次の JSON ファイルを手動で作成し、この JSON ファイルで現在の構成を上書きします。
cat default.json
[
{
"group_id": "pd",
"group_index": 0,
"group_override": false,
"rules": [
{
"group_id": "pd",
"id": "default",
"start_key": "",
"end_key": "",
"role": "voter",
"count": 5
}
]
}
]
DR自動同期モードを有効にする
レプリケーション モードは PD によって制御されます。次のいずれかの方法を使用して、PD 構成ファイルでレプリケーション モードを構成できます。
方法 1: PD 構成ファイルを構成し、クラスターをデプロイします。
[replication-mode] replication-mode = "dr-auto-sync" [replication-mode.dr-auto-sync] label-key = "az" primary = "east" dr = "west" primary-replicas = 3 dr-replicas = 2 wait-store-timeout = "1m" wait-recover-timeout = "0s" pause-region-split = false方法 2: クラスターをデプロイしている場合は、pd-ctl コマンドを使用して PD の構成を変更します。
config set replication-mode dr-auto-sync config set replication-mode dr-auto-sync label-key az config set replication-mode dr-auto-sync primary east config set replication-mode dr-auto-sync dr west config set replication-mode dr-auto-sync primary-replicas 3 config set replication-mode dr-auto-sync dr-replicas 2
構成項目の説明:
replication-mode有効にするレプリケーション モードです。前の例では、dr-auto-syncに設定されています。デフォルトでは、多数決プロトコルが使用されます。label-key異なる AZ を区別するために使用され、配置ルールと一致する必要があります。この例では、プライマリ AZ は「east」で、災害復旧 AZ は「west」です。primary-replicasプライマリ AZ 内の Voter レプリカの数です。dr-replicas災害復旧 (DR) AZ 内の投票者レプリカの数です。wait-store-timeoutネットワークの分離または障害が発生したときに、非同期レプリケーション モードに切り替えるための待機時間です。ネットワーク障害の時間が待機時間を超えると、非同期レプリケーション モードが有効になります。デフォルトの待機時間は 60 秒です。wait-recover-timeout、ネットワークが回復した後にsync-recover状態に戻るまでの待機時間です。デフォルト値は 0 秒です。pause-region-split、ステータスasync_waitおよびasyncでリージョン分割操作を一時停止するかどうかを制御します。リージョン分割を一時停止すると、ステータスsync-recoverでデータを同期するときに DR AZ で一時的な部分的なデータ損失を防ぐことができます。デフォルト値はfalseです。
クラスターの現在のレプリケーション ステータスを確認するには、次の API を使用します。
curl http://pd_ip:pd_port/pd/api/v1/replication_mode/status
{
"mode": "dr-auto-sync",
"dr-auto-sync": {
"label-key": "az",
"state": "sync"
}
}
ステータススイッチ
クラスターのレプリケーション モードは、次の 3 つのステータス間を自動的かつ適応的に切り替えることができます。
- クラスターが正常な場合、同期レプリケーション モードが有効になり、災害復旧 AZ のデータ整合性が最大化されます。
- 2 つの AZ 間のネットワーク接続に障害が発生したり、災害復旧 AZ が故障したりすると、事前に設定された保護間隔の後に、クラスターは非同期レプリケーション モードを有効にして、アプリケーションの可用性を確保します。
- ネットワークが再接続するか、災害復旧 AZ が復旧すると、TiKV ノードは再びクラスターに参加し、データを徐々に複製します。最後に、クラスターは同期レプリケーション モードに切り替わります。
ステータススイッチの詳細は次のとおりです。
初期化: 初期化段階では、クラスターは同期レプリケーション モードになります。PD はステータス情報を TiKV に送信し、すべての TiKV ノードは同期レプリケーション モードに厳密に従って動作します。
同期から非同期への切り替え：PD は TiKV のハートビート情報を定期的にチェックし、TiKV ノードに障害が発生したか、切断されたかを判断します。障害が発生したノードの数がプライマリ AZ (
primary-replicas) と災害復旧 AZ (dr-replicas) のレプリカ数を超えると、同期レプリケーション モードではデータ レプリケーションを提供できなくなり、ステータスを切り替える必要があります。障害または切断の時間がwait-store-timeoutで設定された時間を超えると、PD はクラスターのステータスを非同期モードに切り替えます。次に、PD はすべての TiKV ノードに非同期のステータスを送信し、TiKV のレプリケーション モードが 2 つのアベイラビリティ ゾーンのレプリケーションからネイティブのRaftマジョリティに切り替わります。非同期から同期への切り替え：PD は TiKV のハートビート情報を定期的にチェックし、TiKV ノードが再接続されているかどうかを判断します。障害が発生したノードの数がプライマリ AZ (
primary-replicas) と災害復旧 AZ (dr-replicas) のレプリカ数より少ない場合、同期レプリケーション モードを再度有効にできます。PD は最初にクラスターのステータスを同期回復に切り替え、ステータス情報をすべての TiKV ノードに送信します。TiKV のすべてのリージョンは、2 つのアベイラビリティ ゾーンの同期レプリケーション モードに徐々に切り替わり、ハートビート情報を PD に報告します。PD は TiKV リージョンのステータスを記録し、回復の進行状況を計算します。すべての TiKV リージョンの切り替えが完了すると、PD はレプリケーション モードを同期に切り替えます。
災害復旧
このセクションでは、1 つのリージョン展開における 2 つの AZ の災害復旧ソリューションを紹介します。
同期レプリケーションモードのクラスタに災害が発生した場合、 RPO = 0でデータ復旧を実行できます。
プライマリ AZ に障害が発生し、Voter レプリカのほとんどが失われたが、災害復旧 AZ に完全なデータが存在する場合、失われたデータは災害復旧 AZ から回復できます。このとき、専門ツールを使用した手動介入が必要です。回復ソリューションについては、PingCAP またはコミュニティからサポートを受ける入手できます。
災害復旧 AZ に障害が発生し、いくつかの Voter レプリカが失われた場合、クラスターは自動的に非同期レプリケーション モードに切り替わります。
同期レプリケーション モードではないクラスタに災害が発生し、 RPO = 0でデータ復旧を実行できない場合:
- Voter レプリカのほとんどが失われた場合は、専門ツールを使用した手動介入が必要です。回復ソリューションについては、PingCAP またはコミュニティからサポートを受ける入手できます。