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2007年开始从事运维方面的工作,经历过网络管理员、linux运维工程师、DBA、分布式存储运维等多个IT职位。对linux运维、mysql数据库、分布式存储有丰富的经验。2012年加盟腾讯,目前在腾讯负责腾讯云数据库平台和分布式存储运维平台的运维规划工作。 微信:feihongwuhen

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分类: Mysql/postgreSQL

最近开始负责财付通的数据库的相关维护工作,其中有几套系统使用的spider引擎,为了以后能更好地对这套系统进行维护,对spider做了一些功课,将spider引擎的功能、使用场景、部署、实战测试等做个简单的总结,希望不了解spider引擎的同学看到这篇文章能对spider引擎有个更深入的了解。

先来说两个我们DBA经常遇到的场景:

场景1:有两个分布在不通实例上的多张不通的表,想要通过某个字段关联,做一个统计,或者想将分布在不同实例的表,合并到一个实例中来做一些查询。

场景2:由于数据库容量的瓶颈或者是由于数据库访问性能的瓶颈,将一某一个大库、大表或者访问量非常大的表进行拆分,然后分布到不通的实例中。

这两种场景覆盖了我们DBA经常接触的垂直拆分和水平拆分,在这种场景下往往面临着如下几个窘境:

1、这些表的访问和存取需要额外的路由规则,复杂度很高

2、需要做数据汇总或者统计的时候,非常麻烦


我们想到的解决办法可能有如下几种:

1、使用数据库中间件(Mysql fabric/TDDL/cobar/Atlas/Heisenberg/Vitess)

这个似乎是大公司的专用的,由于存在各种各样的限制,小公司往往使用起来非常不方便,对于里面存在的各种坑也没办法很好的进行规避。

2、使用mysql分区表

无法解决磁盘空间瓶颈以及服务器性能瓶颈。

3、使用Galera Cluster for MySQL

支持数据库的高可用以及能实现读请求的扩展,但是对于写请求无法实现性能上的突破。

4、使用mysql的多源复制

仅仅适合将多个实例的数据聚合到一起,用来做数据统计,但还是存在磁盘空间的瓶颈。

5、使用federated

可以实现将数据聚合,对于水平分割的场景并不适用,并且性能方面也存在比较大的问题。

6、MySQL Sharding和spider

mysql cluter是mysql sharding的一种,对于这种需求是个比较好的解决方案,不过使用于生产环境的案例比较少。还有一个spider分布式引擎方案,非常适合前面我们讨论的两个场景,下来将会做深入的介绍,该引擎目前已经集成到了MariaDB中,目前最新的版本是Spider 3.2.37。腾讯互娱DBA团队基于Spider3.1基础上进行开发,提高了性能和稳定性以及修复了大量的bug,形成了非常靠谱的TSpider,目前已经在腾讯游戏、支付等领域广泛使用。

本文就是基于spider的分布式数据库解决方案,下面就来详细介绍:


一、Spider引擎简介

1、spider引擎是什么

spider引擎是一个内置的支持数据分片特性的存储引擎,支持分区和XA事务,该引擎可以在服务器上建立和远程服务器表之间的链接,操作起来就像操作本地的表一样。并且后端可以是任何的存储引擎。spider引擎根据表的设置的规则以及server表的规则自动进行智能路由,实现对后端数据库不通的表或者数据分片的访问和修改。因此该引擎对业务是完全透明的。目前spider引擎已经集成到了MariaDB中,安装使用非常方面,目前最新的版本是Spider 3.2.37。更多信息可以访问:https://mariadb.com/kb/en/mariadb/spider-storage-engine-overview/,具体的版本历史如下图所示:


2、spider架构图


3、Spider的优势

a、对业务完全透明,业务不需要做任何的修改

对于分库分表的逻辑业务不需要关心,只需要通过spider作为代理入口,访问数据对应在后端哪台server上spider自动帮你处理。

b、方便横向扩展,能解决单台mysql得性能和存储瓶颈问题

c、对后端的存储引擎没有限制

d、间接实现垂直拆分和水平拆分功能

通过spider和后端的数据库连接,可以是独立的表,也可以是基于分区表,分区表支持哈希、范围、列表等算法

e、完全兼容mysql协议

由于MySQL特殊的插件式存储引擎架构,server层负责SQL解析、SQL优化、数据库对象(视图、存储过程等)管理;存储引擎层负责数据存储、索引支持、事务、buffer等,两者之间通过约定好的handler接口进行交互。SQL解析、优化与执行交给server层处理,几乎支持执行任意类型SQL访问。

4、Spider的劣势

a、spider的表本身不支持查询缓存和全文索引,不过可以将全文索引添加在后端数据库中;

b、如果采用物理备份,spider无法备份后端的数据,因为数据本身是存放在后端。可以对后端的mysql一一做物理备份

c、spider本身是单点,需要自己做容灾机器,比如通过VIP的方式

d、多了一层网络,性能上会有一些损耗,尤其是跨分区、跨表查询性能会差一些

5、Tspider介绍

腾讯互娱DBA团队在spider 3.1的基础上进行深入优化和定制开发,形成了Tspider,极大地提高了spider性能、稳定性和兼容性,在性能上比spider至少提升30%,目前Tspider已经发展到了Tspider 1.9版本,Tspider经过了腾讯游戏海量访问以及高数据安全性的考验,整体解决方案已经非常成熟,目前财付通也有部分服务器使用了互娱的Tspider,腾讯互娱DBA团队修复的部分优化点如下:


二、Spider的使用场景解析

1、垂直分表的场景和解析

a、垂直分表场景图


b、垂直分表场景解析

从上图可以看出,spider后面接4台DB server,可以将不通功能的表分布到后端不通的DB server中,比如user_info的表专门存放在HostA中,user_msg表存放在了HostB中,user_detail表存放在了HostC中,user_log表存放在了HostD中。在图中的红色部分,当我们执行红色部分的SQL的时候,spider会通过user_info表的映射关系以及HostA的IP映射关系,将查询user_info表的请求都转发到HostA上,HostA查询完成后再将结果发给spider服务器,spider再转发给客户端。

2、采用水平分表的场景

a、水平分表场景图


b、水平分表场景解析

spider支持多种水平分表的模式,目前支持hash分表(hash)、范围分表(range)、列表分表(list),我这里用range来说明水平分表的工作原理。从上图中可以看出spider对user_info表针对id进行了分区,将0~100000的记录存储在了HostA,100000~200000的记录存储在了HostB,200000~300000的记录存储在了HostC,300000~400000的记录存储在了HostD。当用户访问user_info的某条或者多条记录的时候,spider会根据分区的情况,对相关的记录落在某台或者多台DB server上,再进行转发。比如select * from user_info where id=1这个SQL,spider在收到这个请求后,会跟进分区情况选择对应的DB server进行转发。这里会将该请求转发到HostA中。HostA处理完成后,再将结果返回给spider server,spider再将结果转发给发起请求的客户端。

三、Spider引擎实战

(一)、spider的安装部署

从spider 10.0.0.4版本开始,spider引擎就集成到了MariaDB中,集成后安装就非常的简单,安装步骤如下:

1、安装mariaDB到spider server以及后端多台DB server上;

安装方法非常简单,这里不在赘述,具体可以参考:https://mariadb.com/kb/en/mariadb/getting-installing-and-upgrading-mariadb/

2、安装spider引擎到spider server上(后端的DB server不需要安装spider引擎)

mysql -uroot -p < install_spider.sql

或者登录mysql后执行

source /path/install_spider.sql

备注:install_spider.sql在share目录下面

这个命令所做的事情如下:

创建spider相关的系统表

spider_link_failed_log

spider_link_mon_servers

spider_tables

spider_xa

spider_xa_failed_log

spider_xa_member

创建spider相关的表结构

加载spider引擎

3、检查spider引擎是否安装成功


如果出现上图所示的结果就说明已经支持了spider引擎了

(二)、spider的使用实战

备注:本实践环境基于tspider-1.8.5环境全部验证通过

1、spider实战拓扑图

在实战部分,我使用了2台DB server,部署图如下:


2、实战前准备

a、创建spider server访问后端DB server的权限(后面配置中需要用到)

grant all on *.* tospider_db_all@'10.128.128.91' identified by 'tospider_db_all';

b、创建spider后端DB server的配置

可以通过执行如下SQL的形式直接创建

create server backend1 foreign data wrapper mysql options (host '10.128.128.60', database 'test', user 'spider_db_all', password 'spider_db_all', port 3306);

create server backend2 foreign data wrapper mysql options (host '10.128.128.88', database 'test', user 'spider_db_all', password 'spider_db_all', port 3306);

也可以通过直接给mysql.servers表中直接插入相关的记录,不过后面执行flush hosts才能生效

insert into mysql.servers(Server_name,Host,Db,Username,Password,Port,Socket,Wrapper,Owner)values ('backend1','10.128.128.60','test','spider_db_all','spider_db_all',3306,'','mysql','');

insert into mysql.servers(Server_name,Host,Db,Username,Password,Port,Socket,Wrapper,Owner)values ('backend2','10.128.128.88','test','spider_db_all','spider_db_all',3306,'','mysql','');

创建完成后可以直接查询mysql.servers表,确认是否添加成功,如下截图所示:


b、创建基础测试表

在后端两台DB server上创建基础测试表(在60和88上执行)

create table test_spider (

id int,

username varchar(20),

address varchar(128),

primary key (id),

key (username)

) engine=InnoDB default charset=utf8 comment 'spider test base table';

3、spider引擎实战

a、建立垂直表(远程表进行测试)

create table test_spider (

id int,

username varchar(20),

address varchar(128),

primary key (id),

key (username)

) ENGINE=SPIDER DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='server "backend1"';

创建之后,执行对应增删改查,看看是否对应的操作都发生在了backend1对应的DB server上?

测试完成后,删除掉spider 服务器上的test_spider表,你会发现drop掉spider上的表,不会导致后端DB server上的表被删除。

b、建立hash分区表

create table test_spider (

id int,

username varchar(20),

address varchar(128),

primary key (id),

key (username)

) ENGINE=SPIDER DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='wrapper "mysql", table "test_spider"'

PARTITION BY HASH (id)

( PARTITION pt1 COMMENT = 'srv "backend1"',

PARTITION pt2 COMMENT = 'srv "backend2"') ;

创建之后,执行对应增删改查,看看是否对应的操作都发生在了backend1和backend2对应的DB server上?

测试完成后,删除掉spider 服务器上的test_spider表,你会发现drop掉spider上的表,不会导致后端DB server上的表被删除。

c、建立range分区表

create table test_spider (

id int,

username varchar(20),

address varchar(128),

primary key (id),

key (username)

) ENGINE=SPIDER DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='wrapper "mysql", table "test_spider"'

PARTITION BY range columns (id)

( PARTITION pt1 values less than (100000) COMMENT = 'srv "backend1"',

PARTITION pt2 values less than (200000) COMMENT = 'srv "backend2"') ;

创建之后,执行对应增删改查,看看是否对应的操作都发生在了backend1和backend2对应的DB server上?

测试完成后,删除掉spider 服务器上的test_spider表,你会发现drop掉spider上的表,不会导致后端DB server上的表被删除。

d、建立list分区表测试

create table test_spider (

id int,

username varchar(20),

address varchar(128),

primary key (id),

key (username)

) ENGINE=SPIDER DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='wrapper "mysql", table "test_spider"'

PARTITION BY list columns (id)

( PARTITION pt1 values in (1,3,5,7,9) COMMENT = 'srv "backend1"',

PARTITION pt2 values in (2,4,6,8,10) COMMENT = 'srv "backend2"') ;

创建之后,执行对应增删改查,看看是否对应的操作都发生在了backend1和backend2对应的DB server上?

测试完成后,删除掉spider 服务器上的test_spider表,你会发现drop掉spider上的表,不会导致后端DB server上的表被删除。

四、性能测试

性能测试可以采用sysbench来测试,和mysql单台以及后端挂多台DB的场景进行对比,确认spider引擎的性能和优势,由于手头没有合适的设备这部分等以后有时间再进行测试,maria'DB的官网已经有对应的测试方法和结果,有兴趣的可以去https://mariadb.com/kb/en/mariadb/spider-storage-engine-overview/查阅。

五、参考资料

为了撰写本文,翻阅了不少资料,感谢前辈们的贡献,罗列如下:

https://mariadb.com/kb/en/mariadb/spider-storage-engine-overview/

https://mariadb.com/kb/en/mariadb/spider/

https://mysqlstepbystep.com/2015/04/03/spider-for-mysql-overview/

http://km.oa.com/group/18974/articles/show/143399?kmref=search&from_page=1&no=2

http://km.oa.com/group/17613/articles/show/217681?kmref=search&from_page=1&no=1

http://www.chriscalender.com/getting-started-with-the-spider-storage-engine/

阅读(3555) | 评论(2) | 转发(0) |
给主人留下些什么吧!~~

飞鸿无痕2017-07-16 22:07:32

mchdba:Spider的架构图,我感觉和mycat的功能类似,不知道博主有研究过mycat吗?

没研究过mycat,有时间搞来研究一下。

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mchdba2017-07-03 17:50:59

Spider的架构图,我感觉和mycat的功能类似,不知道博主有研究过mycat吗?

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