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TiDB Operator 架构

本文档介绍 TiDB Operator 的架构及其工作原理。

架构

下图是 TiDB Operator 的架构概览。

TiDB Operator Overview

其中,TidbClusterTidbMonitorTidbInitializerBackupRestoreBackupScheduleTidbClusterAutoScaler 是由 CRD(CustomResourceDefinition)定义的自定义资源:

  • TidbCluster 用于描述用户期望的 TiDB 集群
  • TidbMonitor 用于描述用户期望的 TiDB 集群监控组件
  • TidbInitializer 用于描述用户期望的 TiDB 集群初始化 Job
  • Backup 用于描述用户期望的 TiDB 集群备份
  • Restore 用于描述用户期望的 TiDB 集群恢复
  • BackupSchedule 用于描述用户期望的 TiDB 集群周期性备份
  • TidbClusterAutoScaler 用于描述用户期望的 TiDB 集群自动伸缩

TiDB 集群的编排和调度逻辑则由下列组件负责:

  • tidb-controller-manager 是一组 Kubernetes 上的自定义控制器。这些控制器会不断对比 TidbCluster 对象中记录的期望状态与 TiDB 集群的实际状态,并调整 Kubernetes 中的资源以驱动 TiDB 集群满足期望状态,并根据其他 CR 完成相应的控制逻辑;
  • tidb-scheduler 是一个 Kubernetes 调度器扩展,它为 Kubernetes 调度器注入 TiDB 集群特有的调度逻辑。
  • tidb-admission-webhook 是一个 Kubernetes 动态准入控制器,完成 Pod、StatefulSet 等相关资源的修改、验证与运维。

此外,TiDB Operator 还提供了命令行接口 tkctl 用于运维集群和诊断集群问题。

流程解析

下图是 TiDB Operator 的控制流程解析。从 TiDB Operator v1.1 开始,TiDB 集群、监控、初始化、备份等组件,都通过 CR 进行部署、管理。

TiDB Operator Control Flow

整体的控制流程如下:

  1. 用户通过 kubectl 创建 TidbCluster 和其他 CR 对象,比如 TidbMonitor 等;
  2. TiDB Operator 会 watch TidbCluster 以及其它相关对象,基于集群的实际状态不断调整 PD、TiKV、TiDB 或者 Monitor 等组件的 StatefulSetDeploymentService 等对象;
  3. Kubernetes 的原生控制器根据 StatefulSetDeploymentJob 等对象创建更新或删除对应的 Pod
  4. PD、TiKV、TiDB 的 Pod 声明中会指定使用 tidb-scheduler 调度器,tidb-scheduler 会在调度对应 Pod 时应用 TiDB 的特定调度逻辑。

基于上述的声明式控制流程,TiDB Operator 能够自动进行集群节点健康检查和故障恢复。部署、升级、扩缩容等操作也可以通过修改 TidbCluster 对象声明“一键”完成。