YashanDB V23.4 LTS共享集群在线扩容能力解读-优快云博客

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同二鹏 YashanDB共享集群资深技术专家

本文介绍了常见的扩容技术，并详细解读了YashanDB V23.4 LTS版本的共享集群在线扩容能力。

出于成本考量，企业在前期规划数据库资源时通常会避免过度配置。然而随着企业规模扩大、业务量的持续增长，或是在业务高峰日高并发场景下，企业需直面数据量激增带来的存储与计算压力、传统架构下性能瓶颈凸显等现实挑战。企业亟需具备灵活扩展能力的数据库产品，以实现对数据增长和流量波动的动态响应、提升资源利用效率。在上一个版本中，YashanDB已支持了存储的在线扩容，在最新版本V23.4 LTS中，新增计算节点的在线扩容能力，全面增强共享集群的在线扩容方案。

常见扩容技术介绍

数据库扩容是应对数据增长、性能瓶颈的有效手段，主要分为水平扩展和垂直扩展两大类型。

垂直扩展

垂直扩展是通过升级单节点硬件（如cpu、内存、存储）提升数据库性能，属于单机扩容。其主要优点是操作快速简单、无需修改应用逻辑和数据库架构；缺点是存在单点瓶颈，受限于单机的硬件上限，如CPU最大核数、内存容量、磁盘容量，且在非云环境中，硬件升级需要停机操作，会对业务造成影响。

水平扩展

水平扩展是通过增加节点数量来扩展数据库环境资源，并通过负载均衡达到数据库服务能力的扩展。通常有两种实现方式：一是采用分库分表，从业务层分散到多个节点；二是基于分布式数据库或者共享集群数据库的扩容能力完成。

水平扩展的主要优点是扩展能力强，理论上可以通过持续增加节点进行性能提升，且水平添加硬件节点的成本低于垂直扩展的成本；此外，能实现弹性伸缩，根据业务压力情况动态调整资源使用情况。但水平扩展同时会导致数据库架构上更为复杂，需要解决性能、一致性等问题。

图1垂直扩展和水平扩展的对比

分布式数据库扩容痛点

各个分布式数据库产品的实现有差异，一般的做法如下：

将数据迁移到新增节点，业务仍下发给原有节点；
迁移增量数据；
进行数据校验；
业务接入新节点。

虽然大部分分布式数据库产品都支持在线扩容能力，但分布式数据库扩容需要迁移数据，且迁移数据量会随着数据累计而变化，若数据迁移环节耗时较长，会导致扩容总时长较长。同时，迁移过程会占用系统资源，影响业务的资源使用，还需要解决数据迁移和业务并行过程中带来的一致性问题，且在数据校验环节，数据库存在１至几十秒的只读状态，会短暂影响业务。

YashanDB共享集群扩容能力介绍

YashanDB共享集群是基于共享存储的多写架构，所有节点共享同一个数据库，可访问共享存储的全部数据，每个节点均可提供读写服务。在YashanDB共享集群架构下，数据库文件分为ctrl文件、redo文件、undo文件以及数据文件。每个实例拥有独立的redo文件、undo文件，所有实例共享其他文件。

图2 YashanDB共享集群产品架构图

基于YashanDB共享集群架构天然的在线扩容优势“不需要迁移数据、不侵占业务IO资源、扩容时间短”，YashanDB在V23.4 LTS版本中实现计算节点层在线扩容。扩容时，只需要创建新增实例的redo文件、undo文件，并注册新增节点元信息。整个在线扩容流程非常简单，不会出现数据一致性的风险，操作友好。此外，YashanDB共享集群依托崖山集群文件系统YFS可实现存储层在线扩容，YFS支持集群横向扩容和空间扩缩容，同时支持在线增减盘，包括在线创建磁盘组、向已有磁盘组增加故障组、向已有故障组增加磁盘三种。