【SOP 系列 44】搭建双集群主从复制

Billmay表妹 · 2024 年9 月 6 日 06:52

搭建双集群主从复制

本文档介绍如何配置一个 TiDB 集群以及该集群的 TiDB 或 MySQL 从集群，并将增量数据实时从主集群同步到从集群，主要包含以下内容：

配置一个 TiDB 集群以及该集群的 TiDB 或 MySQL 从集群。
将增量数据实时从主集群同步到从集群。
在主集群发生灾难利用 Redo log 恢复一致性数据。

如果你需要配置一个运行中的 TiDB 集群和其从集群，以进行实时增量数据同步，可使用 Backup & Restore (BR) 和 TiCDC。

第 1 步：搭建环境

部署集群。使用 tiup playground 快速部署 TiDB 上下游测试集群。生产环境可以参考 tiup 官方文档根据业务需求来部署集群。为了方便展示和理解，我们简化部署结构，需要准备以下两台机器，分别来部署上游主集群和下游从集群。假设 IP 地址分别为:

NodeA: 172.16.6.123，部署上游 TiDB
NodeB: 172.16.6.124，部署下游 TiDB

# 在 NodeA 上创建上游集群
tiup --tag upstream playground --host 0.0.0.0 --db 1 --pd 1 --kv 1 --tiflash 0 --ticdc 1
# 在 NodeB 上创建下游集群
tiup --tag downstream playground --host 0.0.0.0 --db 1 --pd 1 --kv 1 --tiflash 0 --ticdc 0
# 查看集群状态
tiup status

初始化数据。测试集群中默认创建了 test 数据库，因此可以使用 sysbench 工具生成测试数据，用以模拟真实集群中的历史数据。

sysbench oltp_write_only --config-file=./tidb-config --tables=10 --table-size=10000 prepare

这里通过 sysbench 运行 oltp_write_only 脚本，其将在测试数据库中生成 10 张表，每张表包含 10000 行初始数据。tidb-config 的配置如下：

mysql-host=172.16.6.122 # 这里需要替换为实际上游集群 ip
mysql-port=4000
mysql-user=root
mysql-password=
db-driver=mysql         # 设置数据库驱动为 mysql
mysql-db=test           # 设置测试数据库为 test
report-interval=10      # 设置定期统计的时间间隔为 10 秒
threads=10              # 设置 worker 线程数量为 10
time=0                  # 设置脚本总执行时间，0 表示不限制
rate=100                # 设置平均事务速率 tps = 100

模拟业务负载。实际生产集群的数据迁移过程中，通常原集群还会写入新的业务数据，本文中可以通过 sysbench 工具模拟持续的写入负载，下面的命令会使用 10 个 worker 在数据库中的 sbtest1、sbtest2 和 sbtest3 三张表中持续写入数据，其总 tps 限制为 100。

sysbench oltp_write_only --config-file=./tidb-config --tables=3 run

准备外部存储。在全量数据备份中，上下游集群均需访问备份文件，因此推荐使用外部存储存储备份文件，本文中通过 Minio 模拟兼容 S3 的存储服务：

wget https://dl.min.io/server/minio/release/linux-amd64/minio
chmod +x minio
# 配置访问 minio 的 access-key access-secret-id
export `HOST_IP`='172.16.6.123' # 替换为实际部署 minio 的机器 ip
export** **MINIO_ROOT_USER**='**minio'
export MINIO_ROOT_PASSWORD='miniostorage'
# 创建 redo 和 backup 数据目录,  其中 redo, backup 为 bucket 名字
mkdir -p data/redo
mkdir -p data/backup
# 启动 minio, 暴露端口在 6060
nohup ./minio server ./data --address :6060 &

上述命令行启动了一个单节点的 minio server 模拟 S3 服务，其相关参数为：

Endpoint : http://${HOST_IP}:6060/
Access-key : minio
Secret-access-key: miniostorage
Bucket: redo其访问链接为如下:

s3://backup?access-key=minio&secret-access-key=miniostorage&endpoint=http://${HOST_IP}:6060&force-path-style=true

第 2 步：迁移全量数据

搭建好测试环境后，可以使用 BR 工具的备份和恢复功能迁移全量数据。BR 工具有多种使用方式，本文中使用 SQL 语句 BACKUP 和 RESTORE 进行备份恢复。

注意

BACKUP 和 RESTORE 语句目前为实验特性，不建议在生产环境中使用。该功能可能会在未事先通知的情况下发生变化或删除。如果发现 bug，请在 GitHub 上提 issue 反馈。
在生产集群中，关闭 GC 机制和备份操作会一定程度上降低集群的读性能，建议在业务低峰期进行备份，并设置合适的 RATE_LIMIT 限制备份操作对线上业务的影响。
上下游集群版本不一致时，应检查 BR 工具的兼容性。本文假设上下游集群版本相同。

关闭 GC。为了保证增量迁移过程中新写入的数据不丢失，在开始备份之前，需要关闭上游集群的垃圾回收 (GC) 机制，以确保系统不再清理历史数据。执行如下命令关闭 GC：

MySQL [test]> SET GLOBAL tidb_gc_enable=FALSE;

Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

查询 tidb_gc_enable 的取值，判断 GC 是否已关闭：

MySQL [test]> SELECT @@global.tidb_gc_enable;

+-------------------------+
| @@global.tidb_gc_enable |
+-------------------------+
|                       0 |
+-------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

备份数据。在上游集群中执行 BACKUP 语句备份数据：

MySQL [(none)]> BACKUP DATABASE * TO '`s3://backup?access-key=minio&secret-access-key=miniostorage&endpoint=http://${HOST_IP}:6060&force-path-style=true`' RATE_LIMIT = 120 MB/SECOND;

+----------------------+----------+--------------------+---------------------+---------------------+
| Destination          | Size     | BackupTS           | Queue Time          | Execution Time      |
+----------------------+----------+--------------------+---------------------+---------------------+
| local:///tmp/backup/ | 10315858 | 431434047157698561 | 2022-02-25 19:57:59 | 2022-02-25 19:57:59 |
+----------------------+----------+--------------------+---------------------+---------------------+
1 row in set (2.11 sec)

备份语句提交成功后，TiDB 会返回关于备份数据的元信息，这里需要重点关注 BackupTS，它意味着该时间点之前数据会被备份，后边的教程中，本文将使用 BackupTS 作为数据校验截止时间和 TiCDC 增量扫描的开始时间。
3. 恢复数据。在下游集群中执行 RESTORE 语句恢复数据：

mysql> RESTORE DATABASE * FROM '`s3://backup?access-key=minio&secret-access-key=miniostorage&endpoint=http://${HOST_IP}:6060&force-path-style=true`';

+----------------------+----------+--------------------+---------------------+---------------------+
| Destination          | Size     | BackupTS           | Queue Time          | Execution Time      |
+----------------------+----------+--------------------+---------------------+---------------------+
| local:///tmp/backup/ | 10315858 | 431434141450371074 | 2022-02-25 20:03:59 | 2022-02-25 20:03:59 |
+----------------------+----------+--------------------+---------------------+---------------------+
1 row in set (41.85 sec)

（可选）校验数据。通过 sync-diff-inspector 工具，可以验证上下游数据在某个时间点的一致性。从上述备份和恢复命令的输出可以看到，上游集群备份的时间点为 431434047157698561，下游集群完成数据恢复的时间点为 431434141450371074。

sync_diff_inspector -C ./config.yaml

关于 sync-diff-inspector 的配置方法，请参考配置文件说明。在本文中，相应的配置如下：

# Diff Configuration.
######################### Global config #########################
check-thread-count = 4
export-fix-sql = true
check-struct-only = false

######################### Datasource config #########################
[data-sources]
[data-sources.upstream]
    host = "172.16.6.123" # 替换为实际上游集群 ip
    port = 4000
    user = "root"
    password = ""
    snapshot = "431434047157698561" # 配置为实际的备份时间点
[data-sources.downstream]
    host = "172.16.6.124" # 替换为实际下游集群 ip
    port = 4000
    user = "root"
    password = ""
    snapshot = "431434141450371074" # 配置为实际的恢复时间点

######################### Task config #########################
[task]
    output-dir = "./output"
    source-instances = ["upstream"]
    target-instance = "downstream"
    target-check-tables = ["*.*"]

第 3 步：迁移增量数据

部署 TiCDC。完成全量数据迁移后，就可以部署并配置 TiCDC 集群同步增量数据，实际生产集群中请参考 TiCDC 部署。本文在创建测试集群时，已经启动了一个 TiCDC 节点，因此可以直接进行 changefeed 的配置。
创建同步任务。创建 changefeed 配置文件并保存为 changefeed.toml。

[consistent]
# 一致性级别，配置成 eventual 表示开启一致性复制
level = "eventual"
# 使用 S3 来存储 redo log, 其他可选为 local, nfs
storage = "s3://redo?access-key=minio&secret-access-key=miniostorage&endpoint=http://172.16.6.125:6060&force-path-style=true"

在上游集群中，执行以下命令创建从上游到下游集群的同步链路：

tiup cdc cli changefeed create --server=http://172.16.6.122:8300 --sink-uri="mysql://root:@172.16.6.125:4000" --changefeed-id="primary-to-secondary" --start-ts="431434047157698561"

以上命令中：

--server：TiCDC 集群任意一节点的地址
--sink-uri：同步任务下游的地址
--start-ts：TiCDC 同步的起点，需要设置为实际的备份时间点（也就是第 2 步：迁移全量数据提到的 BackupTS）更多关于 changefeed 的配置，请参考 TiCDC Changefeed 配置参数。

重新开启 GC。TiCDC 可以保证未同步的历史数据不会被回收。因此，创建完从上游到下游集群的 changefeed 之后，就可以执行如下命令恢复集群的垃圾回收功能。详情请参考 TiCDC GC safepoint 的完整行为。执行如下命令打开 GC：

MySQL [test]> SET GLOBAL tidb_gc_enable=TRUE;

Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

查询 tidb_gc_enable 的取值，判断 GC 是否已开启：

MySQL [test]> SELECT @@global.tidb_gc_enable;

+-------------------------+
| @@global.tidb_gc_enable |
+-------------------------+
|                       1 |
+-------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

第 4 步：模拟主集群故障

模拟在业务过程中上游 TiDB 发生灾难性故障无法再启动起来，这里可以直接使用 Ctrl + C 终止 tiup playground 进程。

第 5 步：使用 redo log 确保数据一致性

在正常同步过程中，为了提高 TiCDC 的吞吐能力，TiCDC 会将事务并行写入下游。因此，当 TiCDC 同步链路意外中断时，下游可能不会恰好停在与上游一致的状态。我们这里需要使用 TiCDC 的命令行工具来向下游重放 redo log，使下游达到最终一致性状态。

tiup cdc redo apply --storage "s3://redo?access-key=minio&secret-access-key=miniostorage&endpoint=http://172.16.6.123:6060&force-path-style=true" --tmp-dir /tmp/redo --sink-uri "mysql://root:@172.16.6.124:4000"

--storage：指定 redo log 所在的 S3 位置以及 credential
--tmp-dir：为从 S3 下载 redo log 的缓存目录
--sink-uri：指定下游集群的地址

第 6 步：恢复主集群及业务

现在从集群有了某一时刻全部的一致性数据，你需要重新搭建主从集群来保证数据可靠性。

在 NodeA 重新搭建一个新的 TiDB 集群作为新的主集群。

tiup --tag upstream playground v5.4.0 --host 0.0.0.0 --db 1 --pd 1 --kv 1 --tiflash 0 --ticdc 1

使用 BR 将从集群数据全量备份恢复到主集群。

# 全量备份从集群的数据
tiup br --pd http://172.16.6.124:2379 backup full --storage ./backup
# 全量恢复从集群的数据
tiup br --pd http://172.16.6.123:2379 restore full --storage ./backup

创建一个 TiCDC 同步任务，备份主集群数据到从集群。

# 创建 changefeed
tiup cdc cli changefeed create --server=http://172.16.6.122:8300 --sink-uri="mysql://root:@172.16.6.125:4000" --changefeed-id="primary-to-secondary"

TiDB_DBA_001 · 2024 年9 月 12 日 03:05

不错哈