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Kubernetes 上的 TiDB 工具指南

Kubernetes 上的 TiDB 运维管理需要使用一些开源工具。同时，在 Kubernetes 上使用 TiDB 生态工具时，也有特殊的操作要求。本文档详细描述 Kubernetes 上的 TiDB 相关的工具及其使用方法。

在 Kubernetes 上使用 PD Control

PD Control 是 PD 的命令行工具，在使用 PD Control 操作 Kubernetes 上的 TiDB 集群时，需要先使用 kubectl port-forward 打开本地到 PD 服务的连接：

kubectl port-forward -n ${namespace} svc/${cluster_name}-pd 2379:2379 &>/tmp/portforward-pd.log &

执行上述命令后，就可以通过 127.0.0.1:2379 访问到 PD 服务，从而直接使用 pd-ctl 命令的默认参数执行操作，如：

pd-ctl -d config show

假如你本地的 2379 被占据，则需要选择其它端口：

kubectl port-forward -n ${namespace} svc/${cluster_name}-pd ${local_port}:2379 &>/tmp/portforward-pd.log &

此时，需要为 pd-ctl 命令显式指定 PD 端口：

pd-ctl -u 127.0.0.1:${local_port} -d config show

在 Kubernetes 上使用 TiKV Control

TiKV Control 是 TiKV 的命令行工具。在使用 TiKV Control 操作 Kubernetes 上的 TiDB 集群时，针对 TiKV Control 的不同操作模式，有不同的操作步骤。

  • 远程模式：此模式下 tikv-ctl 命令需要通过网络访问 TiKV 服务或 PD 服务，因此需要先使用 kubectl port-forward 打开本地到 PD 服务以及目标 TiKV 节点的连接：

    kubectl port-forward -n ${namespace} svc/${cluster_name}-pd 2379:2379 &>/tmp/portforward-pd.log &

    kubectl port-forward -n ${namespace} ${pod_name} 20160:20160 &>/tmp/portforward-tikv.log &

    打开连接后，即可通过本地的对应端口访问 PD 服务和 TiKV 节点：

    $ tikv-ctl --host 127.0.0.1:20160 ${subcommands}

    tikv-ctl --pd 127.0.0.1:2379 compact-cluster

  • 本地模式：本地模式需要访问 TiKV 的数据文件，并且需要停止正在运行的 TiKV 实例。需要先使用诊断模式关闭 TiKV 实例自动重启，关闭 TiKV 进程，再进入目标 TiKV Pod 中使用 tikv-ctl 来执行操作，步骤如下：

    1. 进入诊断模式：

      kubectl annotate pod ${pod_name} -n ${namespace} runmode=debug

    2. 关闭 TiKV 进程：

      kubectl exec ${pod_name} -n ${namespace} -c tikv -- kill -s TERM 1

    3. 等待 TiKV 容器重启后进入容器：

      kubectl exec -it ${pod_name} -n ${namespace} -- sh

    4. 开始使用 tikv-ctl 的本地模式，TiKV 容器中的默认 db 路径是 /var/lib/tikv/db：

      ./tikv-ctl --data-dir /var/lib/tikv size -r 2

在 Kubernetes 上使用 TiDB Control

TiDB Control 是 TiDB 的命令行工具，使用 TiDB Control 时，需要从本地访问 TiDB 节点和 PD 服务，因此建议使用 kubectl port-forward 打开到集群中 TiDB 节点和 PD 服务的连接：

kubectl port-forward -n ${namespace} svc/${cluster_name}-pd 2379:2379 &>/tmp/portforward-pd.log &

kubectl port-forward -n ${namespace} ${pod_name} 10080:10080 &>/tmp/portforward-tidb.log &

接下来便可开始使用 tidb-ctl 命令：

tidb-ctl schema in mysql

使用 Helm

Helm 是一个 Kubernetes 的包管理工具。安装步骤如下：

安装 Helm

参考官方文档安装 Helm。

如果服务器没有外网，需要先将 Helm 在有外网的机器上下载下来，然后再拷贝到服务器上，这里以安装 Helm 3.4.1 为例：

wget https://get.helm.sh/helm-v3.4.1-linux-amd64.tar.gz
tar zxvf helm-v3.4.1-linux-amd64.tar.gz

解压之后，有以下文件：

linux-amd64/
linux-amd64/README.md
linux-amd64/helm
linux-amd64/LICENSE

请自行将 linux-amd64/helm 文件拷贝到服务器上，并将其放到 /usr/local/bin/ 目录下即可。

然后执行 helm version，如果正常输出则表示 Helm 安装成功：

helm version

version.BuildInfo{Version:"v3.4.1", GitCommit:"c4e74854886b2efe3321e185578e6db9be0a6e29", GitTreeState:"clean", GoVersion:"go1.14.11"}

配置 Helm repo

Kubernetes 应用在 Helm 中被打包为 chart。PingCAP 针对 Kubernetes 上的 TiDB 部署运维提供了多个 Helm chart：

  • tidb-operator：用于部署 TiDB Operator；
  • tidb-cluster：用于部署 TiDB 集群；
  • tidb-backup：用于 TiDB 集群备份恢复；
  • tidb-lightning：用于 TiDB 集群导入数据；
  • tidb-drainer：用于部署 TiDB Drainer；

这些 chart 都托管在 PingCAP 维护的 helm chart 仓库 https://charts.pingcap.org/ 中，你可以通过下面的命令添加该仓库：

helm repo add pingcap https://charts.pingcap.org/

添加完成后，可以使用 helm search 搜索 PingCAP 提供的 chart：

helm search repo pingcap

NAME                    CHART VERSION   APP VERSION     DESCRIPTION
pingcap/tidb-backup     v1.5.4                          A Helm chart for TiDB Backup or Restore
pingcap/tidb-cluster    v1.5.4                          A Helm chart for TiDB Cluster
pingcap/tidb-drainer    v1.5.4                          A Helm chart for TiDB Binlog drainer.
pingcap/tidb-lightning  v1.5.4                          A Helm chart for TiDB Lightning
pingcap/tidb-operator   v1.5.4          v1.5.4          tidb-operator Helm chart for Kubernetes

当新版本的 chart 发布后，你可以使用 helm repo update 命令更新本地对于仓库的缓存：

helm repo update

Helm 常用操作

Helm 的常用操作有部署（helm install）、升级（helm upgrade)、销毁（helm uninstall)、查询（helm ls）。Helm chart 往往都有很多可配置参数，通过命令行进行配置比较繁琐，因此推荐使用 YAML 文件的形式来编写这些配置项。基于 Helm 社区约定俗称的命名方式，在文档中将用于配置 chart 的 YAML 文件称为 values.yaml 文件。

执行部署、升级、销毁等操作前，可以使用 helm ls 查看集群中已部署的应用：

helm ls

在执行部署和升级操作时，必须指定使用的 chart 名字（chart-name）和部署后的应用名（release-name），还可以指定一个或多个 values.yaml 文件来配置 chart。此外，假如对 chart 有特定的版本需求，则需要通过 --version 参数指定 chart-version (默认为最新的 GA 版本）。命令形式如下：

  • 执行安装：

    helm install ${release_name} ${chart_name} --namespace=${namespace} --version=${chart_version} -f ${values_file}

  • 执行升级（升级可以是修改 chart-version 升级到新版本的 chart，也可以是修改 values.yaml 文件更新应用配置）：

    helm upgrade ${release_name} ${chart_name} --version=${chart_version} -f ${values_file}

最后，假如要删除 helm 部署的应用，可以执行：

helm uninstall ${release_name} -n ${namespace}

更多 helm 的相关文档，请参考 Helm 官方文档。

离线情况下使用 Helm chart

如果服务器上没有外网，就无法通过配置 Helm repo 来安装 TiDB Operator 组件以及其他应用。这时，需要在有外网的机器上下载集群安装需用到的 chart 文件，再拷贝到服务器上。

通过以下命令，下载集群安装时需要的 chart 文件：

wget http://charts.pingcap.org/tidb-operator-v1.5.4.tgz
wget http://charts.pingcap.org/tidb-drainer-v1.5.4.tgz
wget http://charts.pingcap.org/tidb-lightning-v1.5.4.tgz

将这些 chart 文件拷贝到服务器上并解压，可以通过 helm install 命令使用这些 chart 来安装相应组件，以 tidb-operator 为例：

tar zxvf tidb-operator.v1.5.4.tgz
helm install ${release_name} ./tidb-operator --namespace=${namespace}

使用 Terraform

Terraform 是一个基础设施即代码（Infrastructure as Code）管理工具。它允许用户使用声明式的风格描述自己的基础设施，并针对描述生成执行计划来创建或调整真实世界的计算资源。Kubernetes 上的 TiDB 使用 Terraform 来在公有云上创建和管理 TiDB 集群。

你可以参考 Terraform 官方文档 来安装 Terraform。

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