在 AWS EKS 上部署 TiDB 集群

本文介绍了如何在 AWS EKS (Elastic Kubernetes Service) 上部署 TiDB 集群。

如果需要部署 TiDB Operator 及 TiDB 集群到自托管 Kubernetes 环境,请参考部署 TiDB Operator部署 TiDB 集群等文档。

环境准备

部署前,请确认已完成以下环境准备:

  • 安装 Helm 3:用于安装 TiDB Operator。

  • 完成 AWS eksctl 入门中所有操作。

    该教程包含以下内容:

    • 安装并配置 AWS 的命令行工具 awscli
    • 安装并配置创建 Kubernetes 集群的命令行工具 eksctl
    • 安装 Kubernetes 命令行工具 kubectl

要验证 AWS CLI 的配置是否正确,请运行 aws configure list 命令。如果此命令的输出显示了 access_keysecret_key 的值,则 AWS CLI 的配置是正确的。否则,你需要重新配置 AWS CLI。

推荐机型及存储

  • 推荐机型:出于性能考虑,推荐:
    • PD 所在节点:c5.xlarge
    • TiDB 所在节点:c5.4xlarge
    • TiKV 或 TiFlash 所在节点:m5.4xlarge
  • 推荐存储:因为 AWS 目前已经支持 EBS gp3 卷类型,建议使用 EBS gp3 卷类型。对于 gp3 配置,推荐:
    • TiKV:400 MiB/s 与 4000 IOPS
    • TiFlash:625 MiB/s 与 6000 IOPS
  • 推荐 AMI 类型:Amazon Linux 2

创建 EKS 集群和节点池

根据 AWS 官方博客推荐和 EKS 最佳实践文档,由于 TiDB 集群大部分组件使用 EBS 卷作为存储,推荐在创建 EKS 的时候针对每个组件在每个可用区(至少 3 个可用区)创建一个节点池。

将以下配置存为 cluster.yaml 文件,并替换 ${clusterName} 为自己想命名的集群名字。集群和节点组的命名规则需要与正则表达式 [a-zA-Z][-a-zA-Z0-9]* 相匹配,避免包含 _

apiVersion: eksctl.io/v1alpha5
kind: ClusterConfig
metadata:
  name: ${clusterName}
  region: ap-northeast-1

nodeGroups:
  - name: admin
    desiredCapacity: 1
    privateNetworking: true
    labels:
      dedicated: admin

  - name: tidb-1a
    desiredCapacity: 1
    privateNetworking: true
    availabilityZones: ["ap-northeast-1a"]
    instanceType: c5.2xlarge
    labels:
      dedicated: tidb
    taints:
      dedicated: tidb:NoSchedule
  - name: tidb-1d
    desiredCapacity: 0
    privateNetworking: true
    availabilityZones: ["ap-northeast-1d"]
    instanceType: c5.2xlarge
    labels:
      dedicated: tidb
    taints:
      dedicated: tidb:NoSchedule
  - name: tidb-1c
    desiredCapacity: 1
    privateNetworking: true
    availabilityZones: ["ap-northeast-1c"]
    instanceType: c5.2xlarge
    labels:
      dedicated: tidb
    taints:
      dedicated: tidb:NoSchedule

  - name: pd-1a
    desiredCapacity: 1
    privateNetworking: true
    availabilityZones: ["ap-northeast-1a"]
    instanceType: c5.xlarge
    labels:
      dedicated: pd
    taints:
      dedicated: pd:NoSchedule
  - name: pd-1d
    desiredCapacity: 1
    privateNetworking: true
    availabilityZones: ["ap-northeast-1d"]
    instanceType: c5.xlarge
    labels:
      dedicated: pd
    taints:
      dedicated: pd:NoSchedule
  - name: pd-1c
    desiredCapacity: 1
    privateNetworking: true
    availabilityZones: ["ap-northeast-1c"]
    instanceType: c5.xlarge
    labels:
      dedicated: pd
    taints:
      dedicated: pd:NoSchedule

  - name: tikv-1a
    desiredCapacity: 1
    privateNetworking: true
    availabilityZones: ["ap-northeast-1a"]
    instanceType: r5b.2xlarge
    labels:
      dedicated: tikv
    taints:
      dedicated: tikv:NoSchedule
  - name: tikv-1d
    desiredCapacity: 1
    privateNetworking: true
    availabilityZones: ["ap-northeast-1d"]
    instanceType: r5b.2xlarge
    labels:
      dedicated: tikv
    taints:
      dedicated: tikv:NoSchedule
  - name: tikv-1c
    desiredCapacity: 1
    privateNetworking: true
    availabilityZones: ["ap-northeast-1c"]
    instanceType: r5b.2xlarge
    labels:
      dedicated: tikv
    taints:
      dedicated: tikv:NoSchedule

默认只需要两个 TiDB 节点,因此可以设置 tidb-1d 节点组的 desiredCapacity0,后面如果需要可以随时扩容这个节点组。

执行以下命令创建集群:

eksctl create cluster -f cluster.yaml

该命令需要等待 EKS 集群创建完成,以及节点组创建完成并加入进去,耗时约 5~20 分钟。可参考 eksctl 文档了解更多集群配置选项。

配置 StorageClass

本小节介绍如何为不同的存储类型配置 StorageClass,包括创建 EKS 集群后默认存在的 gp2 存储类型、gp3 存储类型(推荐)或其他 EBS 存储类型、以及用于模拟测试裸机部署性能的本地存储。

gp2

创建 EKS 集群后默认会存在一个 gp2 存储类型的 StorageClass。为了提高存储的 IO 写入性能,推荐配置 StorageClass 的 mountOptions 字段来设置存储挂载选项 nodelallocnoatime。详情可见 TiDB 环境与系统配置检查

kind: StorageClass
apiVersion: storage.k8s.io/v1
# ...
mountOptions:
- nodelalloc,noatime

gp3 存储类型(推荐)或其他 EBS 存储类型

如果不想使用默认的 gp2 存储类型,可以创建其他存储类型的 StorageClass,例如 gp3 存储类型(推荐)或者 io1 存储类型。

以下步骤以 gp3 存储类型为例说明如何创建并配置 gp3 存储类型的 StorageClass。

  1. 对于 gp3 存储类型,请参考 AWS 文档在 EKS 上部署 Amazon Elastic Block Store (EBS) CSI driver。对于其他存储类型,请跳过此步骤。

  2. 设置 ebs-csi-node toleration

    kubectl patch -n kube-system ds ebs-csi-node -p '{"spec":{"template":{"spec":{"tolerations":[{"operator":"Exists"}]}}}}'
    

    期望输出:

    daemonset.apps/ebs-csi-node patched
    
  3. 创建 StorageClass 定义。在 StorageClass 定义中,通过 parameters.type 字段指定需要的存储类型。

    kind: StorageClass
    apiVersion: storage.k8s.io/v1
    metadata:
      name: gp3
    provisioner: ebs.csi.aws.com
    allowVolumeExpansion: true
    volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
    parameters:
      type: gp3
      fsType: ext4
      iops: "4000"
      throughput: "400"
    mountOptions:
    - nodelalloc,noatime
    
  4. 在 TidbCluster 的 YAML 文件中,通过 storageClassName 字段指定 gp3 存储类来申请 gp3 类型的 EBS 存储。可以参考以下 TiKV 配置示例:

    spec:
      tikv:
        ...
        storageClassName: gp3
    
  5. 为了提高存储的 IO 写入性能,推荐配置 StorageClass 的 mountOptions 字段来设置存储挂载选项 nodelallocnoatime。详情可见 TiDB 环境与系统配置检查

    kind: StorageClass
    apiVersion: storage.k8s.io/v1
    # ...
    mountOptions:
    - nodelalloc,noatime
    

如果想了解更多 EBS 存储类型选择和配置信息,请查看 AWS 官方文档Storage Class 官方文档

本地存储

请使用 AWS EBS 作为生产环境的存储类型。如果需要模拟测试裸机部署的性能,可以为 TiKV 节点池选择 AWS 部分实例类型提供的 NVMe SSD 本地存储卷,以提供更高的 IOPS 和更低的延迟。

要了解哪些 AWS 实例可提供本地存储卷,可以查看 AWS 实例类型列表

下面以 c5d.4xlarge 为例说明如何为本地存储配置 StorageClass。

  1. 为 TiKV 创建附带本地存储的节点组。

    1. 修改 eksctl 配置文件中 TiKV 节点组实例类型为 c5d.4xlarge

        - name: tikv-1a
          desiredCapacity: 1
          privateNetworking: true
          availabilityZones: ["ap-northeast-1a"]
          instanceType: c5d.4xlarge
          labels:
            dedicated: tikv
          taints:
            dedicated: tikv:NoSchedule
          ...
      
    2. 创建附带本地存储的节点组:

      eksctl create nodegroups -f cluster.yaml
      

      若 TiKV 的节点组已存在,为避免名字冲突,可先删除再创建,或者修改节点组的名字。

  2. 部署 local volume provisioner。

    1. 为了更方便地发现并管理本地存储,你需要安装 local-volume-provisioner 程序。

    2. 通过普通挂载方式将本地存储挂载到 /mnt/ssd 目录。

    3. 根据本地存储的挂载情况,修改 local-volume-provisioner.yaml 文件。

    4. 使用修改后的 local-volume-provisioner.yaml,部署并创建一个 local-storage 的 Storage Class:

      kubectl apply -f <local-volume-provisioner.yaml>
      
  3. 使用本地存储。

    完成前面步骤后,local-volume-provisioner 即可发现集群内所有本地 NVMe SSD 盘。

在 local-volume-provisioner 发现本地盘后,当部署 TiDB 集群和监控时,请在 tidb-cluster.yaml 中添加 tikv.storageClassName 字段并设置为 local-storage

部署 TiDB Operator

参考快速上手中部署 TiDB Operator,在 EKS 集群中部署 TiDB Operator。

部署 TiDB 集群和监控

下面介绍如何在 AWS EKS 上部署 TiDB 集群和监控组件。

创建 namespace

执行以下命令,创建 TiDB 集群安装的 namespace:

kubectl create namespace tidb-cluster

部署 TiDB 集群和监控

首先执行以下命令,下载 TidbCluster 和 TidbMonitor CR 的配置文件。

curl -O https://raw.githubusercontent.com/pingcap/tidb-operator/master/examples/aws/tidb-cluster.yaml &&
curl -O https://raw.githubusercontent.com/pingcap/tidb-operator/master/examples/aws/tidb-monitor.yaml

如需了解更详细的配置信息或者进行自定义配置,请参考配置 TiDB 集群

执行以下命令,在 EKS 集群中部署 TidbCluster 和 TidbMonitor CR。

kubectl apply -f tidb-cluster.yaml -n tidb-cluster && \
kubectl apply -f tidb-monitor.yaml -n tidb-cluster

当上述 yaml 文件被应用到 Kubernetes 集群后,TiDB Operator 会负责根据 yaml 文件描述,创建对应配置的 TiDB 集群及其监控。

查看 TiDB 集群启动状态

使用以下命令查看 TiDB 集群启动状态:

kubectl get pods -n tidb-cluster

当所有 pods 都处于 Running & Ready 状态时,则可以认为 TiDB 集群已经成功启动。如下是一个正常运行的 TiDB 集群的示例输出:

NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
tidb-discovery-5cb8474d89-n8cxk   1/1     Running   0          47h
tidb-monitor-6fbcc68669-dsjlc     3/3     Running   0          47h
tidb-pd-0                         1/1     Running   0          47h
tidb-pd-1                         1/1     Running   0          46h
tidb-pd-2                         1/1     Running   0          46h
tidb-tidb-0                       2/2     Running   0          47h
tidb-tidb-1                       2/2     Running   0          46h
tidb-tikv-0                       1/1     Running   0          47h
tidb-tikv-1                       1/1     Running   0          47h
tidb-tikv-2                       1/1     Running   0          47h

访问数据库

创建好 TiDB 集群后,我们就可以访问数据库,进行测试和开发了。

准备一台堡垒机

我们为 TiDB 集群创建的是内网 LoadBalancer,因此可以在集群 VPC 内创建一台堡垒机来访问数据库。具体参考 AWS Linux 堡垒机文档在 AWS Console 上创建即可。

VPC 和 Subnet 需选择集群的 VPC 和 Subnet,在下拉框通过集群名字确认是否正确。可以通过以下命令查看集群的 VPC 和 Subnet 来验证:

eksctl get cluster -n ${clusterName}

同时需允许本机网络访问,并选择正确的 Key Pair 以便能通过 SSH 登录机器。

安装 MySQL 客户端并连接

创建好堡垒机后,我们可以通过 SSH 远程连接到堡垒机,再通过 MySQL 客户端来访问 TiDB 集群。

使用 SSH 登录堡垒机:

ssh [-i /path/to/your/private-key.pem] ec2-user@<bastion-public-dns-name>

在堡垒机上安装 MySQL 客户端:

sudo yum install mysql -y

连接到 TiDB 集群:

mysql --comments -h ${tidb-nlb-dnsname} -P 4000 -u root

其中 ${tidb-nlb-dnsname} 为 TiDB Service 的 LoadBalancer 域名,可以通过命令 kubectl get svc basic-tidb -n tidb-cluster 输出中的 EXTERNAL-IP 字段查看。

以下为一个连接 TiDB 集群的示例:

$ mysql --comments -h abfc623004ccb4cc3b363f3f37475af1-9774d22c27310bc1.elb.us-west-2.amazonaws.com -P 4000 -u root
Welcome to the MariaDB monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 1189
Server version: 5.7.25-TiDB-v4.0.2 TiDB Server (Apache License 2.0) Community Edition, MySQL 5.7 compatible

Copyright (c) 2000, 2018, Oracle, MariaDB Corporation Ab and others.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

MySQL [(none)]> show status;
+--------------------+--------------------------------------+
| Variable_name      | Value                                |
+--------------------+--------------------------------------+
| Ssl_cipher         |                                      |
| Ssl_cipher_list    |                                      |
| Ssl_verify_mode    | 0                                    |
| Ssl_version        |                                      |
| ddl_schema_version | 22                                   |
| server_id          | ed4ba88b-436a-424d-9087-977e897cf5ec |
+--------------------+--------------------------------------+
6 rows in set (0.00 sec)

访问 Grafana 监控

先获取 Grafana 的 LoadBalancer 域名:

kubectl -n tidb-cluster get svc basic-grafana

示例输出:

$ kubectl get svc basic-grafana
NAME            TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP                                                             PORT(S)          AGE
basic-grafana   LoadBalancer   10.100.199.42   a806cfe84c12a4831aa3313e792e3eed-1964630135.us-west-2.elb.amazonaws.com 3000:30761/TCP   121m

其中 EXTERNAL-IP 栏即为 LoadBalancer 域名。

你可以通过浏览器访问 ${grafana-lb}:3000 地址查看 Grafana 监控指标。其中 ${grafana-lb} 替换成前面获取的域名。

访问 TiDB Dashboard

如果想要安全地访问 TiDB Dashboard,详情可以参见访问 TiDB Dashboard

升级 TiDB 集群

要升级 TiDB 集群,可以通过 kubectl patch tc basic -n tidb-cluster --type merge -p '{"spec":{"version":"${version}"}}' 命令修改。

升级过程会持续一段时间,你可以通过 kubectl get pods -n tidb-cluster --watch 命令持续观察升级进度。

扩容 TiDB 集群

扩容前需要对相应的节点组进行扩容,以便新的实例有足够的资源运行。以下展示扩容 EKS 节点组和 TiDB 集群组件的操作。

扩容 EKS 节点组

TiKV 扩容需要保证在各可用区均匀扩容。以下是将集群 ${clusterName}tikv-1atikv-1ctikv-1d 节点组扩容到 2 节点的示例:

eksctl scale nodegroup --cluster ${clusterName} --name tikv-1a --nodes 2 --nodes-min 2 --nodes-max 2
eksctl scale nodegroup --cluster ${clusterName} --name tikv-1c --nodes 2 --nodes-min 2 --nodes-max 2
eksctl scale nodegroup --cluster ${clusterName} --name tikv-1d --nodes 2 --nodes-min 2 --nodes-max 2

更多节点组管理可参考 eksctl 文档

扩容 TiDB 组件

扩容 EKS 节点组后,可以使用命令 kubectl edit tc basic -n tidb-cluster 修改各组件的 replicas 为期望的新副本数进行扩容。

部署 TiFlash/TiCDC

TiFlash 是 TiKV 的列存扩展。

TiCDC 是一款通过拉取 TiKV 变更日志实现的 TiDB 增量数据同步工具。

这两个组件不是必选安装项,这里提供一个快速安装上手示例。

新增节点组

在 eksctl 的配置文件 cluster.yaml 中新增以下两项,为 TiFlash/TiCDC 各自新增一个节点组。desiredCapacity 决定期望的节点数,根据实际需求而定。

  - name: tiflash-1a
    desiredCapacity: 1
    privateNetworking: true
    availabilityZones: ["ap-northeast-1a"]
    labels:
      dedicated: tiflash
    taints:
      dedicated: tiflash:NoSchedule
  - name: tiflash-1d
    desiredCapacity: 1
    privateNetworking: true
    availabilityZones: ["ap-northeast-1d"]
    labels:
      dedicated: tiflash
    taints:
      dedicated: tiflash:NoSchedule
  - name: tiflash-1c
    desiredCapacity: 1
    privateNetworking: true
    availabilityZones: ["ap-northeast-1c"]
    labels:
      dedicated: tiflash
    taints:
      dedicated: tiflash:NoSchedule

  - name: ticdc-1a
    desiredCapacity: 1
    privateNetworking: true
    availabilityZones: ["ap-northeast-1a"]
    labels:
      dedicated: ticdc
    taints:
      dedicated: ticdc:NoSchedule
  - name: ticdc-1d
    desiredCapacity: 1
    privateNetworking: true
    availabilityZones: ["ap-northeast-1d"]
    labels:
      dedicated: ticdc
    taints:
      dedicated: ticdc:NoSchedule
  - name: ticdc-1c
    desiredCapacity: 1
    privateNetworking: true
    availabilityZones: ["ap-northeast-1c"]
    labels:
      dedicated: ticdc
    taints:
      dedicated: ticdc:NoSchedule

具体命令根据 EKS 集群创建情况而定:

  • 若集群还未创建,使用 eksctl create cluster -f cluster.yaml 命令创建集群和节点组。
  • 若集群已经创建,使用 eksctl create nodegroup -f cluster.yaml 命令只创建节点组(已经存在的节点组会忽略,不会重复创建)。

配置并部署 TiFlash/TiCDC

如果要部署 TiFlash,可以在 tidb-cluster.yaml 中配置 spec.tiflash,例如:

spec:
  ...
  tiflash:
    baseImage: pingcap/tiflash
    maxFailoverCount: 0
    replicas: 1
    storageClaims:
    - resources:
        requests:
          storage: 100Gi
    tolerations:
    - effect: NoSchedule
      key: dedicated
      operator: Equal
      value: tiflash

其他参数可以参考 TiDB 集群配置文档进行配置。

如果要部署 TiCDC,可以在 tidb-cluster.yaml 中配置 spec.ticdc,例如:

spec:
  ...
  ticdc:
    baseImage: pingcap/ticdc
    replicas: 1
    tolerations:
    - effect: NoSchedule
      key: dedicated
      operator: Equal
      value: ticdc

根据实际情况修改 replicas 等参数。

最后使用 kubectl -n tidb-cluster apply -f tidb-cluster.yaml 更新 TiDB 集群配置。

更多可参考 API 文档集群配置文档完成 CR 文件配置。

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