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トポロジラベルによるレプリカのスケジュール

注記：

TiDB v5.3.0 ではSQL の配置ルール導入されました。これにより、テーブルとパーティションの配置を構成するためのより便利な方法が提供されます。将来のリリースでは、SQL の配置ルールによって PD による配置構成が置き換えられる可能性があります。

TiDB クラスターの高可用性と災害復旧機能を向上させるには、TiKV ノードを可能な限り物理的に分散させることが推奨されます。たとえば、TiKV ノードは、異なるラックや異なるデータセンターに分散できます。PD スケジューラは、TiKV のトポロジ情報に従って、バックグラウンドで自動的にスケジューリングを実行し、リージョンの各レプリカを可能な限り分離して、災害復旧機能を最大限に高めます。

このメカニズムを有効にするには、クラスターのトポロジ情報、特に TiKV の位置情報などがデプロイメント中に PD に報告されるように、TiKV と PD を適切に構成する必要があります。始める前に、まずTiUPを使用して TiDB をデプロイ参照してください。

TiKV、 TiFlash、TiDBのlabelsを構成する

クラスター トポロジに基づいて、TiKV、 TiFlash、および TiDB にlabels設定できます。

TiUPを使用してクラスターをデプロイする場合、 初期化設定ファイルで TiKV の場所を設定できます。TiUPは、デプロイ中に TiDB、TiKV、PD、およびTiFlashの対応する設定ファイルを生成します。

次の例では、2 層トポロジzone/hostが定義されています。クラスターの TiDB ノード、TiKV ノード、およびTiFlashノードは、3 つのゾーン z1、z2、および z3 に分散されています。

  • 各ゾーンには、TiDB インスタンスがデプロイされているホストが 2 つあり、各ホストには個別の TiDB インスタンスがデプロイされています。
  • 各ゾーンには、TiKV インスタンスがデプロイされているホストが 2 つあります。z1 では、各ホストに 2 つの TiKV インスタンスがデプロイされています。z2 と z3 では、各ホストに個別の TiKV インスタンスがデプロイされています。
  • 各ゾーンには、 TiFlashインスタンスがデプロイされているホストが 2 つあり、各ホストには個別のTiFlashインスタンスがデプロイされています。

次の例では、 tidb-host-machine-n n番目の TiDB ノードの IP アドレスを表し、 tikv-host-machine-n n番目の TiKV ノードの IP アドレスを表し、 tiflash-host-machine-n n番目のTiFlashノードの IP アドレスを表します。

server_configs:
  pd:
    replication.location-labels: ["zone", "host"]
tidb_servers:
# z1
  - host: tidb-host-machine-1
    config:
      labels:
        zone: z1
        host: tidb-host-machine-1
  - host: tidb-host-machine-2
    config:
      labels:
        zone: z1
        host: tidb-host-machine-2
# z2
  - host: tidb-host-machine-3
    config:
      labels:
        zone: z2
        host: tidb-host-machine-3
  - host: tikv-host-machine-4
    config:
      labels:
        zone: z2
        host: tidb-host-machine-4
# z3
  - host: tidb-host-machine-5
    config:
      labels:
        zone: z3
        host: tidb-host-machine-5
  - host: tidb-host-machine-6
    config:
      labels:
        zone: z3
        host: tidb-host-machine-6
tikv_servers:
# z1
  # machine-1 on z1
  - host: tikv-host-machine-1
    port：20160
    config:
      server.labels:
        zone: z1
        host: tikv-host-machine-1
  - host: tikv-host-machine-1
    port：20161
    config:
      server.labels:
        zone: z1
        host: tikv-host-machine-1
  # machine-2 on z1
  - host: tikv-host-machine-2
    port：20160
    config:
      server.labels:
        zone: z1
        host: tikv-host-machine-2
  - host: tikv-host-machine-2
    port：20161
    config:
      server.labels:
        zone: z1
        host: tikv-host-machine-2
# z2
  - host: tikv-host-machine-3
    config:
      server.labels:
        zone: z2
        host: tikv-host-machine-3
  - host: tikv-host-machine-4
    config:
      server.labels:
        zone: z2
        host: tikv-host-machine-4
# z3
  - host: tikv-host-machine-5
    config:
      server.labels:
        zone: z3
        host: tikv-host-machine-5
  - host: tikv-host-machine-6
    config:
      server.labels:
        zone: z3
        host: tikv-host-machine-6

tiflash_servers:
# z1
  - host: tiflash-host-machine-1
    learner_config:
      server.labels:
        zone: z1
        host: tiflash-host-machine-1
  - host: tiflash-host-machine-2
    learner_config:
      server.labels:
        zone: z1
        host: tiflash-host-machine-2
# z2
  - host: tiflash-host-machine-3
    learner_config:
      server.labels:
        zone: z2
        host: tiflash-host-machine-3
  - host: tiflash-host-machine-4
    learner_config:
      server.labels:
        zone: z2
        host: tiflash-host-machine-4
# z3
  - host: tiflash-host-machine-5
    learner_config:
      server.labels:
        zone: z3
        host: tiflash-host-machine-5
  - host: tiflash-host-machine-6
    learner_config:
      server.labels:
        zone: z3
        host: tiflash-host-machine-6

詳細は地理的に分散した展開トポロジ参照。

注記：

構成ファイルでreplication.location-labelsを設定していない場合、このトポロジ ファイルを使用してクラスターをデプロイするとエラーが発生する可能性があります。クラスターをデプロイする前に、構成ファイルでreplication.location-labelsが設定されていることを確認することをお勧めします。

コマンドラインまたは構成ファイルを使用してクラスターを構成する

TiKVおよびTiFlashのlabelsを構成する

コマンドライン フラグを使用するか、TiKV またはTiFlash構成ファイルを設定して、キーと値のペアの形式でいくつかの属性をバインドできます。これらの属性はlabels呼ばれます。TiKV とTiFlashが起動すると、PD にlabels報告され、ユーザーは TiKV ノードとTiFlashノードの場所を識別できるようになります。

トポロジにゾーン > データセンター (DC) > ラック > ホストの 4 つのレイヤーがあり、これらのラベル (ゾーン、DC、ラック、ホスト) を使用して TiKV およびTiFlashの場所を設定できると仮定します。TiKV およびTiFlashのラベルを設定するには、次のいずれかの方法を使用できます。

  • コマンドラインフラグを使用して TiKV インスタンスを起動します。

    tikv-server --labels zone=<zone>,dc=<dc>,rack=<rack>,host=<host>

  • TiKV 構成ファイルで構成します。

    [server]
[server.labels]
zone = "<zone>"
dc = "<dc>"
rack = "<rack>"
host = "<host>"

TiFlashのラベルを設定するには、tiflash-proxy の設定ファイルであるtiflash-learner.tomlファイルを使用できます。

[server]
[server.labels]
zone = "<zone>"
dc = "<dc>"
rack = "<rack>"
host = "<host>"

(オプション) TiDBのlabelsを構成する

Followerが読んだ有効になっている場合、TiDB が同じリージョンからのデータを優先的に読み取るようにするには、TiDB ノードにlabels設定する必要があります。

構成ファイルを使用して、TiDB にlabels設定できます。

[labels]
zone = "<zone>"
dc = "<dc>"
rack = "<rack>"
host = "<host>"

注記：

現在、TiDB はzoneラベルに依存して、同じリージョンにあるレプリカを一致させて選択します。この機能を使用するには、 PD のlocation-labels設定のときにzone含め、 TiDB、TiKV、およびTiFlashのlabelsを構成するときにzone構成する必要があります。詳細については、 TiKVとTiFlashのlabelsを設定するを参照してください。

PDのlocation-labelsを設定する

上記の説明によると、ラベルは TiKV 属性を記述するために使用される任意のキーと値のペアにすることができます。ただし、PD は場所関連のラベルとこれらのラベルのレイヤー関係を識別できません。そのため、PD が TiKV ノードのトポロジを理解できるように、次の構成を行う必要があります。

文字列の配列として定義され、 location-labels PD の構成です。この構成の各項目は、TiKV labelsのキーに対応します。また、各キーのシーケンスは、異なるラベルのレイヤー関係を表します (分離レベルは左から右に向かって減少します)。

設定にはデフォルト値がないため、 location-labelsの値をzone 、 rack 、 hostなどにカスタマイズできます。また、この設定では、TiKVサーバーのラベルと一致している限り、ラベル レベルの数に制限はありません(3 レベルは必須ではありません)。

注記：

  • 設定を有効にするには、PD にlocation-labels 、TiKV にlabels同時に設定する必要があります。そうしないと、PD はトポロジに従ってスケジュールを実行しません。
  • SQL の配置ルールを使用する場合は、TiKV に対してlabelsのみを構成する必要があります。現在、SQL の配置ルールは PD のlocation-labels構成と互換性がなく、この構成は無視されます。5 と SQL の配置ルールを同時に使用することはお勧めしません。そうしlocation-labelsと、予期しない結果が発生する可能性があります。

location-labelsを構成するには、クラスターの状況に応じて次のいずれかの方法を選択します。

  • PD クラスターが初期化されていない場合は、PD 構成ファイルでlocation-labels構成します。

    [replication]
location-labels = ["zone", "rack", "host"]

  • PD クラスターがすでに初期化されている場合は、pd-ctl ツールを使用してオンラインで変更を加えます。

    pd-ctl config set location-labels zone,rack,host

PDのisolation-levelを設定する

location-labels設定されている場合は、PD 設定ファイルでisolation-levelを設定することで、TiKV クラスターのトポロジ分離要件をさらに強化できます。

上記の手順に従ってlocation-labelsゾーン -> ラック -> ホストに設定して 3 層クラスタ トポロジを作成したと仮定すると、 isolation-level ～ zoneは次のように設定できます。

[replication]
isolation-level = "zone"

PD クラスターがすでに初期化されている場合は、pd-ctl ツールを使用してオンラインで変更を行う必要があります。

pd-ctl config set isolation-level zone

location-level構成は文字列の配列であり、 location-labelsのキーに対応している必要があります。このパラメータは、TiKV トポロジ クラスターの最小および必須の分離レベル要件を制限します。

注記：

デフォルトではisolation-levelは空です。つまり、分離レベルに必須の制限はありません。これを設定するには、PD にlocation-labels設定し、 isolation-levelの値がlocation-labelsの名前のいずれかであることを確認する必要があります。

トポロジラベルに基づくPDスケジュール

PD はラベルレイヤーに従ってレプリカをスケジュールし、同じデータの異なるレプリカが可能な限り分散されるようにします。

前のセクションのトポロジを例に挙げます。

クラスターレプリカの数が 3 ( max-replicas=3 ) であると仮定します。合計 3 つのゾーンがあるため、PD は各リージョンの 3 つのレプリカがそれぞれ z1、z2、z3 に配置されるようにしています。このようにして、1 つのゾーンに障害が発生しても TiDB クラスターは引き続き利用できます。

次に、クラスターレプリカの数が 5 ( max-replicas=5 ) であると仮定します。合計で 3 つのゾーンしかないため、PD はゾーンレベルで各レプリカの分離を保証することはできません。この状況では、PD スケジューラはホストレベルでレプリカの分離を保証します。つまり、リージョンの複数のレプリカが同じゾーンに分散されていても、同じホスト上には分散されていない可能性があります。

5 レプリカ構成の場合、z3 に障害が発生するか、z3 全体が分離され、一定期間 ( max-store-down-timeで制御) 経過しても回復できない場合、PD はスケジュールによって 5 つのレプリカを構成します。この時点では、使用可能なホストは 4 つだけです。つまり、ホスト レベルの分離は保証されず、複数のレプリカが同じホストにスケジュールされる可能性があります。ただし、 isolation-level値が空のままではなくzoneに設定されている場合、これはリージョンレプリカの最小の物理的分離要件を指定します。つまり、PD は、同じリージョンのレプリカが異なるゾーンに分散していることを保証します。この分離制限に従うことで複数のレプリカのmax-replicasの要件が満たされない場合でも、PD は対応するスケジュールを実行しません。

isolation-level設定がzoneに設定されている場合、これは物理レベルでのリージョンレプリカの最小分離要件を指定します。この場合、PD は常に同じリージョンのレプリカが異なるゾーンに分散されることを保証します。この分離制限に従うことでmax-replicasのマルチレプリカ要件が満たされない場合でも、PD はそれに応じてスケジュールを設定しません。3 つのデータ ゾーン (z1、z2、z3) に分散された TiKV クラスターを例にとると、各リージョンに 3 つのレプリカが必要な場合、PD は同じリージョンの 3 つのレプリカをそれぞれこれらの 3 つのデータ ゾーンに分散します。z1 で停電が発生し、一定時間 (デフォルトでは 30 分、 max-store-down-timeによって制御) が経過しても回復できない場合、PD は z1 のリージョンレプリカが使用できなくなったと判断します。ただし、 isolation-levelがzoneに設定されているため、PD は、同じリージョンの異なるレプリカが同じデータ ゾーンにスケジュールされないことを厳密に保証する必要があります。 z2 と z3 の両方にすでにレプリカがあるため、現時点でレプリカが 2 つしかない場合でも、PD は最小分離レベル制限isolation-levelの下ではスケジュールを実行しません。

同様に、 isolation-level rackに設定すると、同じデータセンター内の異なるラックに最小分離レベルが適用されます。この構成では、可能であれば、まずゾーンレイヤーでの分離が保証されます。ゾーン レベルでの分離を保証できない場合、PD は同じゾーン内の同じラックに異なるレプリカをスケジュールしないようにします。 isolation-levelをhostに設定した場合も、同様にスケジュールが機能し、PD は最初にラックの分離レベルを保証し、次にホストのレベルを保証します。

要約すると、PD は現在のトポロジに応じてクラスターの災害復旧を最大化します。したがって、一定レベルの災害復旧を実現したい場合は、トポロジに応じて異なるサイトにmax-replicas台以上のマシンを展開します。TiDB は、さまざまなシナリオに応じてデータのトポロジ分離レベルをより柔軟に制御できるように、 isolation-levelなどの必須構成項目も提供します。

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