技术分享 | TiDB 上百T数据拆分实践

作者：杨家鑫

多点⾼级 DBA ，擅⻓故障分析与性能优化，喜欢探索新技术，爱好摄影。

本文来源：原创投稿

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背景

提⾼ TiDB 可⽤性，需要把多点已有上百T TiDB集群拆分出2套

挑战

1. 现有需要拆分的12套TiDB集群的版本多(4.0.9、5.1.1、5.1.2都有)，每个版本拆分⽅法存在不⼀样

2. 其中5套TiDB，数据量均超过10T、最⼤的TiDB集群⽬前数据量62T、单TiDB集群备份集⼤，消耗⼤量磁盘空间和带宽资源

空间最⼤3套集群

3. tidb使⽤⽅式多样（每种⽅式拆分⽅法不同），有直接读写tidb，也有mysql->tidb汇总分析 查询，也有tidb->cdc->下游hive

4. 全量备份TiDB在业务⾼峰期是否会产⽣性能影响

5. ⼤数据量的拆分数据的⼀致性保证

⽅案

⽬前TiDB官⽅提供的同步⼯具有：

• DM全量+增量（该⽅法⽆法⽤于tidb->tidb，适⽤于MySQL->TiDB）
• BR全量物理备份+CDC增量同步（CDC同步在tidb、tikv节点OOM后修复成本⾼https://github.co m/pingcap/tiflow/issues/3061）
• BR全量物理备份+binlog增量（类似于MySQL记录所有变更的binlog⽇志，TiDB binlog由 Pump(记录变更⽇志)+Drainer(回放变更⽇志)组成，我们采⽤该⽅法进⾏全量+增量同步拆分）

备份与恢复⼯具BR：https://docs.pingcap.com/zh/tidb/stable/backup-and-restore-tool

TiDB Binlog：https://docs.pingcap.com/zh/tidb/stable/tidb-binlog-overview

因TiDB拆分BR全量物理备份+binlog增量涉及周期⻓，我们分为4个阶段进⾏

第⼀阶段

1、清理现有TiDB集群⽆⽤数据

按⽉分表tidb库有⽆⽤的表，如3个⽉前的xxxx ⽇志表

2、升级GZ现有15套TiDB集群（12套TiDB集群需要1分为2）版本⾄5.1.2

趁这次拆分统⼀GZ tidb版本，解决挑战1

第⼆阶段

1、新机器部署好相同版本5.1.2TiDB集群

set @@global.tidb_analyze_version = 1;

2、⽬的端，源端所有tikv tiflash挂载好NFS，pd节点上安装好BR

Exteral storge采⽤腾讯云NFS⽹盘，保障tikv备份⽬的端和还原全量来源端都能在同⼀⽬录，NFS ⽹盘空间⾃动动态增加+限速备份以应对挑战2

3、独⽴3台机器部署好12套TiDB集群

pump收集binlog(端⼝区分不同TiDB集群) pump，drainer采⽤独⽴16C, 32G机器保障增量同步最⼤性能

注意：为保障tidb计算节点的可⽤性，需设置ignore-error binlog关键参数（https://docs.pingcap.com/zh/tidb/v5.1/tidb-binlog-deployment-topology）

server_configs: 
  tidb: 
    binlog.enable: true 
    binlog.ignore-error: true

4、修改pump组件 GC时间为7天

binlog保留7天保障全量备份->到增量同步过程能接上

pump_servers: 
  - host: xxxxx 
    config: 
      gc: 7 
#需reload重启tidb节点使记录binlog⽣效

5、备份TiDB集群全量数据⾄NFS Backup & Restore 常⻅问题 （https://docs.pingcap.com/zh/tidb/v5.1/backup-and-restore-faq）

注意：每个TiDB集群在同⼀个NFS建不同备份⽬录

注意：源⽼TiDB集群分别限速(备份前后对读写延迟时间基本⽆影响)进⾏错峰全量备份(存在之前 多个TiDB集群同时备份把NFS 3Gbps⽹络带宽打满情况)以减轻对现有TiDB读写、NFS的压⼒以应 对挑战

mkdir -p /tidbbr/0110_dfp 
chown -R tidb.tidb /tidbbr/0110_dfp 
#限速进⾏全业务应⽤库备份
./br backup full \ 
     --pd "xxxx:2379" \ 
     --storage "local:///tidbbr/0110_dfp" \ 
     --ratelimit 80 \ 
     --log-file /data/dbatemp/0110_backupdfp.log 
#限速进⾏指定库备份 
 ./br backup db \ 
   --pd "xxxx:2379" \ 
   --db db_name \ 
   --storage "local:///tidbbr/0110_dfp" \ 
   --ratelimit 80 \ 
   --log-file /data/dbatemp/0110_backupdfp.log 
   
12.30号45T TiDB集群全量备份耗时19h，占⽤空间12T 
[2021/12/30 09:33:23.768 +08:00] [INFO] [collector.go:66] ["Full backup succes s summary"] [total-ranges=1596156] [ranges-succeed=1596156] [ranges-failed=0] [backup-checksum=3h55m39.743147403s] [backup-fast-checksum=409.352223ms] [bac kup-total-ranges=3137] [total-take=19h12m22.227906678s] [total-kv-size=65.13T B] [average-speed=941.9MB/s] ["backup data size(after compressed)"=12.46TB] [B ackupTS=430115090997182553] [total-kv=337461300978]

6、每个新建TiDB集群单独同步⽼TiDB集群⽤⼾密码信息

注意：BR全量备份不备份tidb mysql系统库，应⽤、管理员⽤⼾密码信息可⽤开源pt-toolkit⼯具 包pt-show-grants导出

7、恢复NFS全量备份⾄新TiDB集群

注意：新TiDB集群磁盘空间需充裕，全量备份还原后新TiDB集群占⽤空间⽐⽼TiDB集群多⼏个 T，和官⽅⼈员沟通是由于还原时⽣成sst的算法是lz4，导致压缩率没有⽼TiDB集群⾼

注意：tidb_enable_clustered_index，sql_mode 新⽼TiDB集群这2参数必须⼀致

8、tiup扩容drainer进⾏增量同步

扩容前确认下游checkpoint信息不存在或已清理

如果下游之前接过drainer，相关位点在⽬标端tidb_binlog.checkpoint表中，重做的时候需要清理

注意：因源最⼤TiDB集群⻓期平均写⼊TPS在6k左右，在增⼤worker-count回放线程数后，尽管 ⽬的端域名解析到3个tidb节点，单个drainer增量还是⽆法追上延迟（回放速度最⾼在3k TPS），后和TiDB官⽅沟通改成按3个drainer（不同drainer同步不同库名）并⾏增量同步延迟追上（3个 drainer增量让“漏⽃”没有堆积，源流⼊端数据能及时到达⽬标流出端）

注意：多个drainer并⾏增量必须指定⽬的端checkpoint.schema为不同库drainer配置说明

＃从备份⽂件中获取全量备份开始时的位点TSO
grep "BackupTS=" /data/dbatemp/0110_backupdfp.log 
430388153465177629 
#第⼀次⼀个drainer进⾏增量同步关键配置
drainer_servers: 
- host: xxxxxx 
commit_ts: 430388153465177629 
deploy_dir: "/data/tidb-deploy/drainer-8249" 
config: 
syncer.db-type: "tidb" 
syncer.to.host: "xxxdmall.db.com" 
syncer.worker-count: 550 1516


#第⼆次多个drainer进⾏并⾏增量同步
drainer_servers: 
- host: xxxxxx 
commit_ts: 430505424238936397 #该位点TSO为从第⼀次1个drainer增量停⽌后⽬的端ch eckpoint表中的Commit_Ts
config: 
syncer.replicate-do-db: [db1,db2,....] 
syncer.db-type: "tidb" 
syncer.to.host: "xxxdmall.db.com" 
syncer.worker-count: 550 
syncer.to.checkpoint.schema: "tidb_binlog2"

1个drainer进⾏增量延迟越来越⼤

3个drainer进⾏并⾏增量同步最慢⼀条增量链路：9h追了近1天数据

3个drainer并⾏同步⽬的端写⼊1.2w TPS > 源端6k写⼊TPS

9、配置新建tidb grafana&dashboard域名

建grafana、dashboard的域名指向⽣产nginx代理，由nginx代理grafana 端⼝，dashboard 端⼝

第三阶段

1、check新⽼TiDB集群数据同步⼀致性情况

TiDB在全量和增量时会⾃⾏进⾏数据⼀致性校验，我们主要关注增量同步延迟情况，并随机 count(*)源⽬的端表

#延迟检查⽅法⼀：在源端TiDB drainer状态中获取最新已经回复TSO再通过pd获取延迟情况 
mysql> show drainer status;
+-------------------+-------------------+--------+--------------------+------- --------------+ 
| NodeID | Address | State | Max_Commit_Ts | Update_Time | 
+-------------------+-------------------+--------+--------------------+------- --------------+ 
| xxxxxx:8249 | xxxxxx:8249 | online | 430547587152216733 | 2022-01-21 16:50:58 | 


tiup ctl:v5.1.2 pd -u http://xxxxxx:2379 -i 
» tso 430547587152216733; 
system: 2022-01-17 16:38:23.431 +0800 CST 
logic: 669 


#延迟检查⽅法⼆：在grafana drainer监控中观察 
tidb-Binlog->drainer->Pump Handle TSO中current值和当前实际时间做延迟⽐较 
曲线越陡，增量同步速率越快

2、tiflash表建⽴&CDC同步在新TiDB集群建⽴&新mysql->tidb汇总同步链路闭环(DRC-TIDB)

• tiflash

源端tidb⽣成⽬的端 新建tiflash语句

SELECT * FROM information_schema.tiflash_replica WHERE TABLE_SCHEMA = '<db_name>' and TABLE_NAME = '<table_name>' 
SELECT concat('alter table ',table_schema,'.',table_name,' set tiflash replica 1;') FROM information_schema.tiflash_replica where table_schema like 'dfp%';

• CDC链路闭环

在⽼TiDB CDC同步中选取1个TSO位点在新TiDB中建⽴CDC⾄kafka topic同步

• DRC-TIDB链路闭环（⾃研mysql->tidb合库合表同步⼯具）

上图左右为DRC-TIDB拆分前后状态

1、左⽼drc-tidb同步规则copy到右新drc-tidb，不启动drc-tidb同步(记录当前时间T1)

2、drainer同步现有TiDB数据⾄新建TiDB链路启⽤安全模式replace(syncer.safe-mode: true)插⼊

3、修改左drc-tidb同步源⽬的地址为闭环，并启动drc-tidb（记录当前时间T2）

4、右tidb grafana drainer监控中check当前同步时间checkpoint是否>=T2（类似于tikv follower- read），若没有则等待延迟追上

5、右tidb集群增量同步修改edit-config drainer配置⽂件，去掉mysql-tidb同步的库名（所有库同 步增加指定库名同步）并reload drainer节点

commit_ts: 431809362388058219 
config: 
syncer.db-type: tidb 
syncer.replicate-do-db: 
- dmall_db1 该DB为直接读写 
- dmall_db2 该DB为从mysql同步⽽来，需去掉

6、修改右drc-tidb同步源⽬的地址为闭环，并启动右drc-tidb（drc-tidb采⽤幂等同步，会重复消 费copy同步规则T1时间到现在的mysql binlog）

3、每个新TiDB集群ANALYZE TABLE更新表统计信息

不是必须，更新统计信息为最新可以避免查询sql索引选择⾛错

第四阶段

1、左tidb集群应⽤域名解析⾄新建tidb计算节点

2、批量kill右TiDB集群左应⽤的连接

存在脚本多次批量kill tidb pid;在右tidb节点依然有⼤量左应⽤的连接，因此左应⽤滚动重启后右

tidb节点左应⽤连接释放

3、移除⽼TiDB集群->新TiDB集群增量同步drainer链路

注意：因多个TiDB集群共⽤的1台⾼配drainer机器，node_exporter(采集机器监控agent)也是多 个TiDB集群共⽤，当A TiDB集群停⽌drainer链路，B C TiDB集群会报node_exporter不存活告警

总结

• 不同TiDB版本的升级统⼀版本很有必要，⼀是拆分⽅法的通⽤，减少拆分的复杂度，⼆是享受新 版本的特性，减低运维管理成本
• ⽬标TiDB集群磁盘空间需⾜够充裕
• 在源TiDB写⼊压⼒⼤时增量同步binlog到⽬的端的延迟保障需要drainer按库名进⾏并发增量同步
• TiDB拆分涉及步骤多，能提前做的步骤就提前做，真正拆分的时间窗⼝很短
• 感谢TiDB官⽅社区对我们的技术⽀持，路漫漫其修远兮，我们将上下⽽求索