在 GCP GKE 上部署 TiDB 集群

本文介绍了如何使用个人电脑(Linux 或 macOS 系统)在 GCP GKE 上部署 TiDB 集群。

环境准备

部署前,确认已安装以下软件:

配置

为保证部署顺利,需要提前进行一些配置。在开始配置 Google Cloud SDK、API、Terraform 前,先下载以下资源:

git clone --depth=1 https://github.com/pingcap/tidb-operator && \ cd tidb-operator/deploy/gcp

配置 Google Cloud SDK

安装 Google Cloud SDK 后,需要执行 gcloud init 进行初始化

配置 API

如果使用的 GCP 项目是新项目,需确保以下 API 已启用:

gcloud services enable cloudresourcemanager.googleapis.com \ cloudbilling.googleapis.com iam.googleapis.com \ compute.googleapis.com container.googleapis.com

配置 Terraform

要执行 Terraform 脚本,需要设置以下 3 个环境变量。你可以等 Terraform 提示再输入,也可以提前在 .tfvars 文件中定义变量。

  • GCP_CREDENTIALS_PATH:GCP 证书文件路径。

    • 建议另建一个服务账号给 Terraform 使用,参考创建与管理服务账号文档./create-service-account.sh 会创建最低权限的服务账号。

    • 参考服务账号密钥文档来创建服务账号密钥。下面脚本中的步骤详细说明了如何使用 deploy/gcp 目录中提供的脚本执行此操作。或者,如果自己创建服务账号和密钥,可以在创建时选择 JSON 类型的密钥。下载的包含私钥的 JSON 文件即所需的证书文件。

  • GCP_REGION:创建资源所在的区域,例如:us-west1

  • GCP_PROJECT:GCP 项目的名称。

要使用以上 3 个环境变量来配置 Terraform,可执行以下步骤:

  1. GCP_REGION 替换为你的 GCP region。

    echo GCP_REGION=\"us-west1\" >> terraform.tfvars
  2. GCP_PROJECT 替换为你的 GCP 项目名称,确保连接的是正确的 GCP 项目。

    echo "GCP_PROJECT=\"$(gcloud config get-value project)\"" >> terraform.tfvars
  3. 初始化 Terraform。

    terraform init
  4. 为 Terraform 创建一个有限权限的服务账号,并设置证书路径。

    ./create-service-account.sh

Terraform 自动加载和填充匹配 terraform.tfvars*.auto.tfvars 文件的变量。相关详细信息,请参阅 Terraform 文档。上述步骤会使用 GCP_REGIONGCP_PROJECT 填充 terraform.tfvars 文件,使用 GCP_CREDENTIALS_PATH 填充 credentials.auto.tfvars 文件。

部署 TiDB 集群

本小节介绍如何部署 TiDB 集群。

  1. 确定实例类型。

    • 如果只是想试一下 TiDB,又不想花费太高成本,可以采用轻量级的配置:

      cat small.tfvars >> terraform.tfvars
    • 如果要对生产环境的部署进行 benchmark 测试,则建议采用生产级的配置:

      cat prod.tfvars >> terraform.tfvars

      prod.tfvars 会默认创建一个新的 VPC,两个子网和一个 f1-micro 实例作为堡垒机,以及使用以下实例类型作为工作节点的 GKE 集群:

      • 3 台 n1-standard-4 实例:部署 PD

      • 3 台 n1-highmem-8 实例:部署 TiKV

      • 3 台 n1-standard-16 实例:部署 TiDB

      • 3 台 n1-standard-2 实例:部署监控组件

        如上所述,生产环境的部署需要 91 个 CPU,超过了 GCP 项目的默认配额。可以参考配额来增加项目配额。扩容同样需要更多 CPU。

  2. 启动脚本来部署 TiDB 集群:

    terraform apply

    整个过程可能至少需要 10 分钟。terraform apply 执行成功后,会输出类似如下的信息:

    Apply complete! Resources: 23 added, 0 changed, 0 destroyed. Outputs: how_to_connect_to_default_cluster_tidb_from_bastion = mysql -h 172.31.252.20 -P 4000 -u root how_to_ssh_to_bastion = gcloud compute ssh tidb-cluster-bastion --zone us-west1-b how_to_set_reclaim_policy_of_pv_for_default_tidb_cluster_to_delete = kubectl --kubeconfig /.../credentials/kubeconfig_tidb-cluster get pvc -n tidb-cluster -o jsonpath='{.items[*].spec.volumeName}'|fmt -1 | xargs -I {} kubectl --kubeconfig /.../credentials/kubeconfig_tidb-cluster patch pv {} -p '{"spec":{"persistentVolumeReclaimPolicy":"Delete"}}' kubeconfig_file = ./credentials/kubeconfig_tidb-cluster monitor_lb_ip = 35.227.134.146 monitor_port = 3000 region = us-west1 tidb_version = v3.0.1

访问 TiDB 数据库

terraform apply 运行完成后,可执行以下步骤来访问 TiDB 数据库。注意用部署 TiDB 集群小节的输出信息替换 <> 部分的内容。

  1. 通过 ssh 远程连接到堡垒机。

    gcloud compute ssh <gke-cluster-name>-bastion --zone <zone>
  2. 通过 MySQL 客户端来访问 TiDB 集群。

    mysql -h <tidb_ilb_ip> -P 4000 -u root

与 GKE 集群交互

你可以通过 kubectlhelm 使用 kubeconfig 文件 credentials/kubeconfig_<gke_cluster_name> 和 GKE 集群交互。交互方式主要有以下两种。

  • 指定 --kubeconfig 参数:

    kubectl --kubeconfig credentials/kubeconfig_<gke_cluster_name> get po -n <tidb_cluster_name>
    helm --kubeconfig credentials/kubeconfig_<gke_cluster_name> ls
  • 设置 KUBECONFIG 环境变量:

    export KUBECONFIG=$PWD/credentials/kubeconfig_<gke_cluster_name>
    kubectl get po -n <tidb_cluster_name>
    helm ls

升级 TiDB 集群

要升级 TiDB 集群,可执行以下步骤:

  1. 编辑 variables.tf 文件,将 tidb_version 变量的值修改为更高版本。
  2. 运行 terraform apply

例如,要将 TiDB 集群升级到 3.0.0-rc.2,可修改 tidb_versionv3.0.0-rc.2

variable "tidb_version" { description = "TiDB version" default = "v3.0.0-rc.2" }

升级过程会持续一段时间。你可以通过以下命令来持续观察升级进度:

kubectl --kubeconfig credentials/kubeconfig_<gke_cluster_name> get po -n <tidb_cluster_name> --watch

然后,你可以访问数据库并通过 tidb_version() 确认 TiDB 集群是否升级成功:

select tidb_version();
*************************** 1. row *************************** tidb_version(): Release Version: v3.0.0-rc.2 Git Commit Hash: 06f3f63d5a87e7f0436c0618cf524fea7172eb93 Git Branch: HEAD UTC Build Time: 2019-05-28 12:48:52 GoVersion: go version go1.12 linux/amd64 Race Enabled: false TiKV Min Version: 2.1.0-alpha.1-ff3dd160846b7d1aed9079c389fc188f7f5ea13e Check Table Before Drop: false 1 row in set (0.001 sec)

管理多个 TiDB 集群

一个 tidb-cluster 模块的实例对应一个 GKE 集群中的 TiDB 集群。要添加一个新的 TiDB 集群,可执行以下步骤:

  1. 编辑 tidbclusters.tf 文件来添加一个 tidb-cluster 模块。

    例如:

    module "example-tidb-cluster" { providers = { helm = "helm.gke" } source = "../modules/gcp/tidb-cluster" cluster_id = module.tidb-operator.cluster_id tidb_operator_id = module.tidb-operator.tidb_operator_id gcp_project = var.GCP_PROJECT gke_cluster_location = local.location gke_cluster_name = cluster_name = cluster_version = "v3.0.1" kubeconfig_path = local.kubeconfig tidb_cluster_chart_version = "v1.0.0" pd_instance_type = "n1-standard-1" tikv_instance_type = "n1-standard-4" tidb_instance_type = "n1-standard-2" monitor_instance_type = "n1-standard-1" pd_node_count = 1 tikv_node_count = 2 tidb_node_count = 1 monitor_node_count = 1 }

    你可以通过 kubectl 获取创建的 TiDB 集群和监控组件的地址。如果你希望 Terraform 脚本打印此信息,可在 outputs.tf 中添加一个 output 配置项,如下所示:

    output "how_to_connect_to_example_tidb_cluster_from_bastion" { value = module.example-tidb-cluster.how_to_connect_to_tidb_from_bastion }

    上述配置可使该脚本打印出用于连接 TiDB 集群的命令。

  2. 修改完成后,执行以下命令来创建集群。

    terraform init
    terraform apply

扩容

如果需要扩容 TiDB 集群,可执行以下步骤:

  1. 按需修改 variables.tf 文件中的 tikv_counttidb_count 变量。
  2. 运行 terraform apply

扩容过程会持续几分钟,你可以通过以下命令来持续观察进度:

kubectl --kubeconfig credentials/kubeconfig_ get po -n --watch

例如,可以将 tidb_count 从 1 改为 2 来扩容 TiDB:

variable "tidb_count" { description = "Number of TiDB nodes per availability zone" default = 2 }

自定义

你可以更改 variables.tf 中的默认值,例如集群名称和镜像版本等,但更建议在 terraform.tfvars 文件或其它相关文件中来指定值。

自定义 GCP 资源

GCP 允许 n1-standard-1 或者更大的实例类型挂载本地 SSD,这提供了更好的自定义特性。

自定义 TiDB 参数配置

Terraform 脚本为 GKE 中的 TiDB 集群提供了默认设置。你也可以在 tidbclusters.tf 中为每个 TiDB 集群指定一个覆盖配置 override_values 或者覆盖配置文件 override_values_file。如果同时配置两个变量,override_values 配置将生效,该自定义配置会覆盖默认设置,示例如下:

override_values = <
override_values_file = "./test-cluster.yaml"

集群默认使用 deploy/modules/gcp/tidb-cluster 模块中的 values/default.yaml 作为覆盖配置文件。

在 GKE 中,某些值不支持在 values.yaml 中自定义,包括集群版本、副本数、NodeSelector 以及 TolerationsNodeSelectorTolerations 由 Terraform 直接管理,以确保基础设施与 TiDB 集群之间的一致性。

如果需要自定义集群版本和副本数,可以修改 tidbclusters.tf 文件中每个 tidb-cluster module 的参数。

pd: storageClassName: pd-ssd tikv: stroageClassName: local-storage tidb: service: type: LoadBalancer annotations: cloud.google.com/load-balancer-type: "Internal" separateSlowLog: true monitor: storageClassName: pd-ssd persistent: true grafana: config: GF_AUTH_ANONYMOUS_ENABLED: "true" service: type: LoadBalancer

自定义 TiDB Operator

如果要自定义 TiDB Operator,可以使用 operator_helm_values 变量来指定覆盖配置或者使用 operator_helm_values_file 变量来指定覆盖配置文件。如果同时配置两个变量,operator_helm_values 配置将生效,该自定义配置会传递给 tidb-operator 模块,示例如下:

operator_helm_values = <
operator_helm_values_file = "./test-operator.yaml"

自定义日志

GKE 使用 Fluentd 作为其默认的日志收集工具,然后将日志转发到 Stackdriver。Fluentd 进程可能会占用大量资源,消耗大量的 CPU 和 RAM。Fluent Bit 是一种性能更高,资源占用更少的替代方案。与 Fluentd 相比,更建议在生产环境中使用 Fluent Bit。可参考在 GKE 集群中设置 Fluent Bit 的示例

自定义节点池

集群是按区域 (regional) 而非按可用区 (zonal) 来创建的。也就是说,GKE 向每个可用区复制相同的节点池,以实现更高的可用性。但对于 Grafana 这样的监控服务来说,通常没有必要维护相同的可用性。你可以通过 gcloud 手动删除节点。

如果你需要从监控节点池中删掉一个节点,可采用如下步骤:

  1. 获取托管的实例组和所在可用区。

    gcloud compute instance-groups managed list | grep monitor

    输出结果类似:

    gke-tidb-monitor-pool-08578e18-grp us-west1-b zone gke-tidb-monitor-pool-08578e18 0 0 gke-tidb-monitor-pool-08578e18 no gke-tidb-monitor-pool-7e31100f-grp us-west1-c zone gke-tidb-monitor-pool-7e31100f 1 1 gke-tidb-monitor-pool-7e31100f no gke-tidb-monitor-pool-78a961e5-grp us-west1-a zone gke-tidb-monitor-pool-78a961e5 1 1 gke-tidb-monitor-pool-78a961e5 no

    第一列是托管的实例组,第二列是所在的可用区。

  2. 获取实例组中的实例名字。

    gcloud compute instance-groups managed list-instances <the-name-of-the-managed-instance-group> --zone <zone>

    示例:

    gcloud compute instance-groups managed list-instances gke-tidb-monitor-pool-08578e18-grp --zone us-west1-b

    输出结果类似:

    NAME ZONE STATUS ACTION INSTANCE_TEMPLATE VERSION_NAME LAST_ERROR gke-tidb-monitor-pool-08578e18-c7vd us-west1-b RUNNING NONE gke-tidb-monitor-pool-08578e18
  3. 通过指定托管的实例组和实例的名称来删掉该实例。

    例如:

    gcloud compute instance-groups managed delete-instances gke-tidb-monitor-pool-08578e18-grp --instances=gke-tidb-monitor-pool-08578e18-c7vd --zone us-west1-b

销毁 TiDB 集群

如果你不想再继续使用 TiDB 集群,可以通过如下命令进行销毁:

terraform destroy

删除磁盘

如果你不再需要之前的数据,并且想要删除正在使用的磁盘,有以下两种方法可以完成此操作:

  • 手动删除:在 Google Cloud Console 中删除磁盘,或使用 gcloud 命令行工具执行删除操作。

  • 自动删除:在执行 terraform destroy 之前将 Kubernetes 的 PV (Persistent Volume) 回收策略设置为 Delete,具体操作为在 terraform destroy 之前运行以下 kubectl 命令:

    kubectl --kubeconfig /path/to/kubeconfig/file get pvc -n namespace-of-tidb-cluster -o jsonpath='{.items[*].spec.volumeName}'|fmt -1 | xargs -I {} kubectl --kubeconfig /path/to/kubeconfig/file patch pv {} -p '{"spec":{"persistentVolumeReclaimPolicy":"Delete"}}'

    上述命令将获取 TiDB 集群命名空间中的 PVC (Persistent Volume Claim),并将绑定的 PV 的回收策略设置为 Delete。在执行 terraform destroy 过程中删除 PVC 时,也会将磁盘删除。

    下面是一个名为 change-pv-reclaimpolicy.sh 的脚本。相对于仓库根目录来说,它在 deploy/gcp 目录,简化了上述过程。

    ./change-pv-reclaimpolicy.sh /path/to/kubeconfig/file <tidb-cluster-namespace>

管理多个 Kubernetes 集群

本节介绍管理多个 Kubernetes 集群的最佳实践,其中每个 Kubernetes 集群都可以部署一个或多个 TiDB 集群。

在 TiDB 的案例中,Terraform 模块通常结合了几个子模块:

  • tidb-operator:为 TiDB 集群提供 Kubernetes Control Plane 并部署 TiDB Operator。
  • tidb-cluster:在目标 Kubernetes 集群中创建资源池并部署 TiDB 集群。
  • 一个 vpc 模块,一个 bastion 模块和一个 project-credentials 模块:专门用于 GKE 上的 TiDB 集群。

管理多个 Kubernetes 集群的最佳实践有以下两点:

  1. 为每个 Kubernetes 集群创建一个新目录。
  2. 根据具体需求,使用 Terraform 脚本将上述模块进行组合。

如果采用了最佳实践,集群中的 Terraform 状态不会相互干扰,并且可以很方便地管理多个 Kubernetes 集群。示例如下(假设已在项目根目录):

mkdir -p deploy/gcp-staging && \ vim deploy/gcp-staging/main.tf

deploy/gcp-staging/main.tf 中的内容类似:

provider "google" { credentials = file(var.GCP_CREDENTIALS_PATH) region = var.GCP_REGION project = var.GCP_PROJECT } // required for taints on node pools provider "google-beta" { credentials = file(var.GCP_CREDENTIALS_PATH) region = var.GCP_REGION project = var.GCP_PROJECT } locals { gke_name = "another-gke-name" credential_path = "${path.cwd}/credentials" kubeconfig = "${local.credential_path}/kubeconfig_${var.gke_name}" } module "project-credentials" { source = "../modules/gcp/project-credentials" path = local.credential_path } module "vpc" { source = "../modules/gcp/vpc" create_vpc = true gcp_project = var.GCP_PROJECT gcp_region = var.GCP_REGION vpc_name = "${locals.gke_name}-vpc-network" private_subnet_name = "${locals.gke_name}-private-subnet" public_subnet_name = "${locals.gke_name}-public-subnet" } module "tidb-operator" { source = "../modules/gcp/tidb-operator" gke_name = locals.gke_name vpc_name = module.vpc.vpc_name subnetwork_name = module.vpc.private_subnetwork_name gcp_project = var.GCP_PROJECT gcp_region = var.GCP_REGION kubeconfig_path = local.kubeconfig tidb_operator_version = "v1.0.0" } module "bastion" { source = "../modules/gcp/bastion" vpc_name = module.vpc.vpc_name public_subnet_name = module.vpc.public_subnetwork_name gcp_project = var.GCP_PROJECT bastion_name = "${locals.gke_name}-tidb-bastion" } # HACK: 强制使 Helm 依赖 GKE 集群 data "local_file" "kubeconfig" { depends_on = [module.tidb-operator.cluster_id] filename = module.tidb-operator.kubeconfig_path } resource "local_file" "kubeconfig" { depends_on = [module.tidb-operator.cluster_id] content = data.local_file.kubeconfig.content filename = module.tidb-operator.kubeconfig_path } provider "helm" { alias = "gke" insecure = true install_tiller = false kubernetes { config_path = local_file.kubeconfig.filename } } module "tidb-cluster-a" { providers = { helm = "helm.gke" } source = "../modules/gcp/tidb-cluster" gcp_project = var.GCP_PROJECT gke_cluster_location = var.GCP_REGION gke_cluster_name = locals.gke_name cluster_name = "tidb-cluster-a" cluster_version = "v3.0.1" kubeconfig_path = module.tidb-operator.kubeconfig_path tidb_cluster_chart_version = "v1.0.0" pd_instance_type = "n1-standard-1" tikv_instance_type = "n1-standard-4" tidb_instance_type = "n1-standard-2" monitor_instance_type = "n1-standard-1" } module "tidb-cluster-b" { providers = { helm = "helm.gke" } source = "../modules/gcp/tidb-cluster" gcp_project = var.GCP_PROJECT gke_cluster_location = var.GCP_REGION gke_cluster_name = locals.gke_name cluster_name = "tidb-cluster-b" cluster_version = "v3.0.1" kubeconfig_path = module.tidb-operator.kubeconfig_path tidb_cluster_chart_version = "v1.0.0" pd_instance_type = "n1-standard-1" tikv_instance_type = "n1-standard-4" tidb_instance_type = "n1-standard-2" monitor_instance_type = "n1-standard-1" } output "how_to_ssh_to_bastion" { value= module.bastion.how_to_ssh_to_bastion } output "connect_to_tidb_cluster_a_from_bastion" { value = module.tidb-cluster-a.how_to_connect_to_default_cluster_tidb_from_bastion } output "connect_to_tidb_cluster_b_from_bastion" { value = module.tidb-cluster-b.how_to_connect_to_default_cluster_tidb_from_bastion }

如上述代码所示,你可以在每个模块调用中省略几个参数,因为有合理的默认值,并且可以轻松地自定义配置。例如,如果你不需要调用堡垒机模块,将其删除即可。

如果要自定义每个字段,可使用以下两种方法中的一种:

  • 直接修改 *.tf 文件中 module 的参数配置。
  • 参考每个模块的 variables.tf 文件,了解所有可修改的参数,并在 terraform.tfvars 中设置自定义值。

如果你不愿意编写 Terraform 代码,还可以复制 deploy/gcp 目录来创建新的 Kubernetes 集群。但需要注意,不能复制已被执行 terraform apply 命令的目录。在这种情况下,建议先克隆新的仓库再复制目录。

下载 PDF
产品
TiDB
TiDB Cloud
© 2024 PingCAP. All Rights Reserved.
Privacy Policy.