TiDB Operator 架构

本文档介绍 TiDB Operator 的架构及其工作原理。

架构

下图是 TiDB Operator 的架构概览。

TiDB Operator Overview

其中，TidbCluster、TidbMonitor、TidbInitializer、Backup、Restore、BackupSchedule、TidbClusterAutoScaler 是由 CRD（CustomResourceDefinition）定义的自定义资源：

  • TidbCluster 用于描述用户期望的 TiDB 集群
  • TidbMonitor 用于描述用户期望的 TiDB 集群监控组件
  • TidbInitializer 用于描述用户期望的 TiDB 集群初始化 Job
  • Backup 用于描述用户期望的 TiDB 集群备份
  • Restore 用于描述用户期望的 TiDB 集群恢复
  • BackupSchedule 用于描述用户期望的 TiDB 集群周期性备份
  • TidbClusterAutoScaler 用于描述用户期望的 TiDB 集群自动伸缩

TiDB 集群的编排和调度逻辑则由下列组件负责：

  • tidb-controller-manager 是一组 Kubernetes 上的自定义控制器。这些控制器会不断对比 TidbCluster 对象中记录的期望状态与 TiDB 集群的实际状态，并调整 Kubernetes 中的资源以驱动 TiDB 集群满足期望状态，并根据其他 CR 完成相应的控制逻辑；
  • tidb-scheduler 是一个 Kubernetes 调度器扩展，它为 Kubernetes 调度器注入 TiDB 集群特有的调度逻辑。
  • tidb-admission-webhook 是一个 Kubernetes 动态准入控制器，完成 Pod、StatefulSet 等相关资源的修改、验证与运维。
  • discovery 是一个用于组件间发现的服务。每一个 TiDB 集群会对应存在一个 discovery Pod，用于该集群中组件发现其他已经创建的组件。

TiDB Operator 架构 - 图2注意

tidb-scheduler 并不是必须使用，详情可以参考 tidb-scheduler 与 default-scheduler。

流程解析

下图是 TiDB Operator 的控制流程解析。从 TiDB Operator v1.1 开始，TiDB 集群、监控、初始化、备份等组件，都通过 CR 进行部署、管理。

TiDB Operator Control Flow

整体的控制流程如下：

  1. 用户通过 kubectl 创建 TidbCluster 和其他 CR 对象，比如 TidbMonitor 等；
  2. TiDB Operator 会 watch TidbCluster 以及其它相关对象，基于集群的实际状态不断调整 PD、TiKV、TiDB 或者 Monitor 等组件的 StatefulSet、Deployment 和 Service 等对象；
  3. Kubernetes 的原生控制器根据 StatefulSet、Deployment、Job 等对象创建更新或删除对应的 Pod；
  4. 如果 TidbCluster 中配置组件使用 tidb-scheduler，PD、TiKV、TiDB 的 Pod 声明中会指定使用 tidb-scheduler 调度器。在调度对应 Pod 时，tidb-scheduler 会应用 TiDB 的特定调度逻辑。

基于上述的声明式控制流程，TiDB Operator 能够自动进行集群节点健康检查和故障恢复。部署、升级、扩缩容等操作也可以通过修改 TidbCluster 对象声明“一键”完成。