OB、TiDB、CRDB区别2：架构可靠性（上）

天下观查 2024-02-23

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OceanBase、TiDB、Cockroachdb虽然都是原生分布式数据库，但彼此有很明显的架构独特性：TiDB集群由至少3种不同节点角色混合搭建组成，存在单点风险较大；而CRDB集群只存在一种节点角色，是完全对等部署架构，是最符合终极分布式的架构；OB则介于二者之间，实现了对等部署，但是系统中关键功能模块依然采用了集中式服务。

造成架构区别的主要原因是事务处理机制不同导致。

数据库在数据计算过程中必须要保障ACID特性。所有的数据库无一例外都用到了相同的基本手段，就是为每个事务都分配一个不断递增的“标识”，这个标识在两个事务发生冲突时，能够通过比较大小反映发生的先后关系，从而为解决冲突提供事实依据。

另外，数据库在操作数据前，要先知道数据存储在哪个节点、磁盘、目录、文件上，而这些路由信息则由元数据进行统一维护。

在原生分布式数据库中，每个计算节点都能承接SQL连接，处理事务请求。如何保障不同节点的事务能够获得全局递增的标识呢？又如何让每个节点都能访问到有效的元数据呢？

最简单的方案，就是单独部署一个管理节点，所有计算节点发生事务时都到管理节点上申请事务标识、查询元数据，如此就能避免数据不一致的情况发生。（就像一个部门，设立一个领导，所有事情做不做，怎么做，都听领导的，避免每个人各做各的，最终工作合并不到一起~）

TiDB就是采用了这样的架构，整个集群中由多个不同角色的节点组成，包括：tidb节点，是仿MySQL引擎的计算节点；Tikv节点，是存储数据的节点，由raft协议和rocksdb组成；然后就是PD节点，这就是上面说的，单独部署的管理节点，处理事务和元数据，它还管理集群状态，例如执行扩缩容、故障识别与应对...。

PD节点虽然也部署了多个，但是其本质上只有一个承担核心任务（事务管理），其他都是为了高可用准备的从节点。

这样架构简单、方便，容易实现，但是存在这样几个瑕疵：

1）管理节点leader故障怎么办？

PD中的主leader如果故障了， follower可以重新选主。但是我们做过数据库运维的都知道，这种主备切换需要经过“发现、重连、确认故障、切换”等一系列流程；如果重试次数和响应时间参数设置小了，系统就会经常主备切换，稳定就变差；如果设置大了，一旦故障切换时间就会很长。

而切换过程中，所有计算节点都需要等到新的leader产生，然后分配事务标识，所以集群将处于彻底夯住的状态，业务都被暂停...

2）管理节点都发生故障了怎么？

3-5个管理节点对数十、上百个节点的大集群而言，毕竟是少数物理节点，元数据也只能存储在这几个少量的固定节点中，一旦都都发生故障，那么系统就完全损坏无法恢复了，数据也都全部丢失。所以系统的生死完全依赖少数PD节点的健康。

3）跨中心多活部署就更不可能实现的。

分布式说来说去还都不是终极的跨地域远距离分布式，显然PD的leader在哪，哪就是真正的生产中心，虽然能跨地域的异地部署，但也异地节点只能用作容灾，无法承担事务性业务，因为异地事务无法忍受跨越成百上千公里，去PD leader那里申请事务标识、访问元数据等产生的性能消耗。

虽然TIDB还有这些小的瑕疵，但不可否认其已经是一款非常优秀的分布式数据库，在一般的业务系统中应用应该是足够的了。但我们不得不思考，在分布式架构上是否有更完善的方案，能够解放分布式数据库受到单一/少量管理节点的限制，让计算节点实现更大的自由、系统更可靠、数据更安全呢？

————了解一下CRDB的架构，

或明天分享CRDB和OB做到了什么程度...

END

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