云計算架構下Cloud TiDB的技術奧秘

近日，國內云計算服務商UCloud與國內開源分布式NewSOL數據庫TiDB團隊PingCAP正式達成合作，雙方聯手在UCloud全球數據中心推出了新一代TiDB的云端版本-Cloud TiDB。

作為一款定位于Cloud-native的數據庫，目前TiDB在云整合上已取得了階段性進展。Cloud TiDB產品在UCloud平臺正式開啟公測，TiDB彈性伸縮特性在Cloud提供的基礎設施支持下得到了淋漓盡致地體現。在感受云數據庫魅力的同時，讓我們來探索—下TiDB與Cloud背后的技術秘密。

一、TiDB與傳統單機關系型數據庫的區別

首先，從TiDB的架構說起。TiDB作為一款開源的分布式數據庫產品，具有多副本，能夠根據業務需求非常方便地進行彈性伸縮，并且擴縮容期間對上層業務無影響。

TiDB的主體架構包含三個模塊，對應Githuh上PingCAP組織下的三個開源項目（TiDB/TiKV/PD）：

1） TiDB主要是負責SQL的解析器和優化器，它相當于計算執行層，同時也負責客戶端接人和交互；

2） TiKV是一套分布式的Kev-Value存儲引擎，它承擔整個數據庫的存儲層，數據水平擴展和多副本高可用特性都在這一層實現；

3） PD相當于分布式數據庫的大腦，一方面負責收集和維護數據在各個TiKV節點的分布情況，另一方面PD承擔調度器的角色，根據數據分布狀況以及各個存儲節點的負載來采取合適的調度策略，維持整個系統的平衡與穩定。

上述三個模塊中的每個角色都是一個多節點組成的集群，所以最終TiDB的架構如圖1所示。

由此可見，分布式系統本身的復雜性不僅導致人工部署和運維成本較高，而且容易出錯。傳統的自動化部署運維T具（如Puppet/Chef/SaltStack/Ansihle等），由于缺乏狀態管理，在節點出現問題時不能及時自動完成故障轉移，需要人工干預，有些則需要寫大量DSL甚至與Shell腳本一起混合使用，可移植性較差，維護成本比較高。……