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华为GaussDB T 逻辑架构

原创 章芋文 2019-10-15
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GaussDB 100逻辑架构如图所示。

gaussdb100架构.png


OM

运维管理模块(Operation Manager)。提供集群日常运维、配置管理的管理接口、工具。

不同于集群中的实例(CM、CN、DN)模块,OM为用户提供了相关工具对集群进行管理。

   

CM

集群管理模块(Cluster Manager)。管理和监控分布式系统中各个功能单元和物理资源的运行情况,确保整个系统的稳定运行。

CM由CM Agent、daemon和CM Server组成。

    CM Agent:负责监控所在主机上CN、主备DN的运行状态并将状态上报给CM Server。同时负责执行CM Server下发的仲裁指令。GaussDB 100集群的每台主机上均有CM Agent进程。

    daemon :看护CM Agent的定时任务。负责在CM Agent意外停止的情况下将CM Agent重启。

    CM Server:根据CM Agent上报的实例状态判定当前是否需要修复,并下发指令给CM Agent执行。

GaussDB 100提供了CM Server的主备实例方案,以保证集群管理系统本身的高可用性。正常情况下,CM Agent连接主CM Server,在主CM Server发生故障的情况下,备CM Server会主动升为主CM Server,避免出现CM Server单点故障。

   

CN

协同调度节点(Coordinator Node)。负责接收来自应用的访问请求,并向客户端返回执行结果;负责分解任务,并调度任务分片在各DN上并行执行。

集群中,CN有多个且CN的角色是平等的(执行DML语句时连接到任何一个CN都可以得到一致的结果)。只需要在CN和应用程序之间增加一个负载均衡器,使得CN对应用是透明的。CN故障时,由负载均衡自动路由连接到另外一个CN。

当前分布式事务框架下无法避免CN之间的互连,建议CN配置数目<10个。

   

DN

数据节点(Datanode)。负责存储业务数据,执行数据查询任务以及向CN返回执行结果。

在集群中,DN有多个。每个DN支持设置多个存储备机。

使用Zenith_HA内核的DN支持设置同步备机和异步备机,使用Zenith_ZPAXOS内核的DN则不做此区分。

DN主、备机1、备机2、备机3间的工作原理如下:

    主机同时向备机1,备机2同步数据。

    主、备机1间无法正常同步数据时,主DN会持续向备机2同步数据,不会阻塞。

    主、备机1间数据同步恢复正常后,主DN会将异常期间的数据同步到备机1DN上。

备机1DN从主DN同步数据期间,如果主DN突然故障不可用。此时,备机2升主,备机3不会升主,只有手动切换或者同城所有DN故障备机3才会升主 。

   

ETCD

ETCD是一个高可用的分布式键值(key-value)数据库。

负责存储集群各个节点和实例集群状态,便于集群CM管理各个实例。

在集群中,ETCD至少要有3个,可以有多个但必须是奇数个,角色分leader和follower。ETCD leader和ETCD follower间工作原理如下:

    ETCD leader同时向所有ETCD follower同步数据。

    写入数据到ETCD leader时,会根据raft一致性协议,与ETCD follower达成大多数一致后才能写入成功。

    当ETCD 没有leader时,所有ETCD follower会自发启动抢主流程,重新选举出新的ETCD leader。

   

GTS

全局时钟服务器(Global Time Server)。 用于强一致场景下,为各个节点提供逻辑时钟。

全局时钟服务器(GTS)通过提供全局逻辑时钟,实现sharding间数据的强一致性读;集群中GTS节点可设置多个备节点,主备节点间的时钟通过配置NTP服务保障时间的递增属性。

时间服务器的优点有:无状态、批量处理、无锁化、无瓶颈点。GTS针对每个请求获取本地时间,多并发之间没有互斥锁或内核互斥锁,但取时间需要经过内核态调用。

   

Storage

服务器的本地存储资源,持久化存储数据。

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