数据库｜TiDB 数据库大版本升级-基于TiCDC异机升级

绝地灬酷狼 2023-10-12 08:38 139阅读 0赞

作者：高文峰| 神州数码云基地TiDB团队成员

**目录**

一、前言

二、升级架构图

三、升级流程

1.下游TiDB集群部署过程

2. 上游TiCDC节点的扩容

3. 上游数据全备恢复到下游

4. TiCDC启用正向同步任务

5. 应用停服务，tidb 无业务会话连接

6. 确认数据已完全同步，停止正向同步任务

7. 数据校验

8. 开启回退库的反向TiCDC同步

9. 创建业务用户，取消只读，F5切换到（v6.1.0）集群

10. 业务接入服务，验证服务正常

四、回退方案

1. 回退前提条件

2. 回退操作步骤

五、总结

--------------------

## **一、前言** ##

本操作手册描述了 xx 用户 TiDB 集群基于TiCDC进行大版本升级的操作过程、操作方法与注意事项，用于指导 xx 用户完成TiDB 集群基于TiCDC进行大版本异机升级以及回退方案。

## **二、升级架构图** ##

![18a8fa141b60df8fab791b589d975936.png][]

TiCDC的系统架构如上图所示：

部署一套所需升级版本的下游TiDB集群，上游数据通过dumpling+lightning全备恢复到下游，再通过 TiCDC 实时同步增量数据到下游。

**系统角色**

• **TiKV CDC 组件**：只输出 key-value (KV) change log。

￮ 内部逻辑拼装 KV change log。

￮ 提供输出 KV change log 的接口，发送数据包括实时 change log 和增量扫的 change log。

• **capture：**TiCDC 运行进程，多个 capture 组成一个 TiCDC 集群，负责 KV change log 的同步。

￮ 每个 capture 负责拉取一部分 KV change log。

￮ 对拉取的一个或多个 KV change log 进行排序。

￮ 向下游还原事务或按照 TiCDC Open Protocol 进行输出。

## **三、升级流程** ##

本过程中，详细描述了将 TiDB 集群基于TiCDC进行大版本升级的过程，具体操作步骤如下：

#### **1.下游TiDB集群部署过程** ####

1) 下游v6.1.0版本TiDB集群配置文件

Bash
    config2.yaml：
    global:
      user: "tidb"
      ssh_port: 22
      deploy_dir: "/data/tidb-deploy"
      data_dir: "/data/tidb-data"
      arch: "amd64"
    
    monitored:
      node_exporter_port: 9101
      blackbox_exporter_port: 9116
    
    pd_servers:
      - host: 192.168.2.81
        client_port: 2479
        peer_port: 2480
      - host: 192.168.2.82
        client_port: 2479
        peer_port: 2480
      - host: 192.168.2.83
        client_port: 2479
        peer_port: 2480
    
    tidb_servers:
      - host: 192.168.2.80
        port: 4001
        status_port: 10081
    
    tikv_servers:
      - host: 192.168.2.81
        port: 20161
        status_port: 20181
      - host: 192.168.2.82
        port: 20161
        status_port: 20181
      - host: 192.168.2.83
        port: 20161
        status_port: 20181

2) TiDB集群的部署

tiup cluster deploy tidb-test v6.1.0 config2.yaml
    tiup cluster start tidb-test2
    tiup cluster display tidb-test2

![27bd956ae8dc121df645eb6977ccc63d.png][]

3）配置tidb只读，防止业务修改写入（可选）

![4ed1aac230ce902df3be9b3bf39df80a.png][]

#### **2. 上游TiCDC节点的扩容** ####

1) 配置文件

Bash
    scale-ticdc.yaml：
    cdc_servers:
    - host: 192.168.2.80
      ssh_port: 22
      port: 8300
      deploy_dir: "/tidb-deploy/cdc-8300"
      log_dir: "/tidb-deploy/cdc-8300/log"

2) TiCDC节点的扩容

tiup cluster scale-out tidb-test1 /tidb/scale-ticdc.yaml
    tiup cluster display tidb-test1

![e7fa728308d3330fee0872504fa6f9ad.png][]

![dc93482014a803bcc7c67201524bd59e.png][]

3) 确认业务表都有唯一键或者主键

Bash
    SELECT
    t.table_schema AS database_name,
    t.table_name
    FROM
    information_schema.TABLES t
    LEFT JOIN information_schema.TABLE_CONSTRAINTS c ON t.TABLE_SCHEMA = c.TABLE_SCHEMA
    AND t.table_name = c.TABLE_NAME
    AND c.CONSTRAINT_TYPE = 'PRIMARY KEY'
    WHERE
    C.CONSTRAINT_TYPE IS NULL
    AND T.TABLE_TYPE = 'BASE TABLE'
    AND T.TABLE_SCHEMA NOT IN ( 'mysql', 'information_schema', 'performance_schema', 'sys' );

#### **3. 上游数据全备恢复到下游** ####

1) dumpling全备

mkdir -p /tidb/backup
    tiup dumpling --user root --port 4000 --host 192.168.2.80 -proot --filetype sql --threads 8 -r 200000 --filesize 256MiB --output /tidb/backup --database "db1,db2,db3,db4,db5" >> /tidb/backup/dumpling.log
    cat /tidb/backup/metadata

以上命令中：

**-h、-P、-u 分别代表地址、端口、用户。**

如果需要密码验证，可以使用 -p $YOUR\_SECRET\_PASSWORD 将密码传给 Dumpling。

**-o**用于选择存储导出文件的目录，支持本地文件路径或外部存储 URL 格式。

**-t**用于指定导出的线程数。增加线程数会增加 Dumpling 并发度提高导出速度，但也会加大数据库内存消耗，因此不宜设置过大。

**-r**用于指定单个文件的最大行数，指定该参数后 Dumpling 会开启表内并发加速导出，同时减少内存使用。

**-F**选项用于指定单个文件的最大大小，单位为 MiB，可接受类似 5GiB 或 8KB 的输入。如果你想使用 TiDB Lightning 将该文件加载到 TiDB 实例中，建议将 -F 选项的值保持在 256 MiB 或以下。

2) 用户和权限导出

3) lightning恢复

Bash
    tidb-lightning.toml：
    
    [lightning]
    # 启动之前检查集群是否满足最低需求。
    check-requirements = true
    file = "tidb-lightning.log"
    
    [checkpoint]
    # 是否启用断点续传。
    # 导入数据时，TiDB Lightning 会记录当前表导入的进度。
    # 所以即使 TiDB Lightning 或其他组件异常退出，在重启时也可以避免重复再导入已完成的数据。
    enable = true
    # 存储断点的数据库名称。
    #schema = "tidb_lightning_checkpoint"
    # 存储断点的方式。
    #  - file：存放在本地文件系统。
    #  - mysql：存放在兼容 MySQL 的数据库服务器。
    driver = "file"
    # dsn 是数据源名称 (data source name)，表示断点的存放位置。
    # 若 driver = "file"，则 dsn 为断点信息存放的文件路径。
    dsn = "/tidb/backup/tidb_lightning_checkpoint.pb"
    
    # 所有数据导入成功后是否保留断点。设置为 false 时为删除断点。
    # 保留断点有利于进行调试，但会泄漏关于数据源的元数据。
    keep-after-success = false
    
    [tikv-importer]
    # 选择后端：“importer” 或 “local” 或 “tidb”
    # "local"：通过在本地排序生成 SST 文件的方式导入数据，适用于快速导入大量数据，但导入期间下游 TiDB 无法对外提供服务，并且导入的目标表必须为空。
    # "importer": 和 “local“ 原理类似，但需要额外部署 “tikv-importer“ 组件。如无特殊情况，推荐使用 “local” 后端。
    # "tidb"：通过执行 SQL 语句的方式导入数据，速度较慢，但导入期间下游 TiDB 可正常提供服务，导入的目标表可以不为空。
    backend = "local"
    # 当后端是 “local” 时，本地进行 KV 排序的路径。如果磁盘性能较低（如使用机械盘），建议设置成与 `data-source-dir` 不同的磁盘，这样可有效提升导入性能。
    sorted-kv-dir = "/data/sort"
    
    
    [mydumper]
    # 设置文件读取的区块大小，确保该值比数据源的最长字符串长。
    read-block-size = "64KiB" # 默认值
    # 本地源数据目录或外部存储 URL
    data-source-dir = "/tidb/backup"
    
    [tidb]
    # 目标集群的信息。tidb-server 的地址，填一个即可。
    host = "192.168.2.80"
    port = 4001
    user = "root"
    password = "root"
    # 表结构信息从 TiDB 的“status-port”获取。
    status-port = 10081
    # pd-server 的地址，填一个即可。
    pd-addr = "192.168.2.81:2479"
    # tidb-lightning 引用了 TiDB 库，并生成产生一些日志。
    # 设置 TiDB 库的日志等级。
    log-level = "error"

vi /tidb/lightning.sh
    #!/bin/bash
    nohup tiup tidb-lightning -config /tidb/tidb-lightning.toml > nohup.out &

chmod u+x /tidb/lightning.sh
    sh /tidb/lightning.sh

4) 用户和权限导入

修改/tidb/backup/mysql_exp_grants_out_xxxxxxxx.sql
    cp /tidb/backup/mysql_exp_grants_out_xxxxxxxx.sql mysql_exp_grants_out_20220905.sql.bak
    vi mysql_exp_grants_out_xxxxxxxx.sql
    修改不导入root用户
    mysql -h192.168.2.80 -P4001 -uroot -p
    source /tidb/backup/mysql_exp_grants_out_xxxxxxxx.sql

5) 验证下游已恢复数据和用户权限

![e534a49988f665af56773ddaefbbecea.png][]

#### **4. TiCDC启用正向同步任务** ####

从全量备份的 metadata 文件中获取 commit-ts，作为 TiCDC 同步的开始时间戳。

![df0142eb44e237e55e8ed16823adfed1.png][]

tiup cdc cli capture list --pd=http://192.168.2.81:2379
    tiup cdc cli changefeed create --pd=http://192.168.2.81:2379 --sink-uri="mysql://root:root@192.168.2.80:4001/" --changefeed-id="replication-task-1" --sort-engine="unified" --start-ts=439108994059206663
    tiup cdc cli changefeed list --pd=http://192.168.2.81:2379
    tiup cdc cli changefeed query --pd=http://192.168.2.81:2379 --changefeed-id=replication-task-1

![4d96f4f1b5367bd786f18d4709a0e04f.png][]

#### **5. 应用停服务，tidb 无业务会话连接** ####

• 停机窗口，应用停服务。

• 断开F5连接进程。

• 重启 tidb 节点，确保 tidb 无业务会话连接。

####    **6. 确认数据已完全同步，停止正向同步任务** ####

tiup cdc cli changefeed pause --pd=http://192.168.2.81:2379 --changefeed-id replication-task-1

#### **7. 数据校验** ####

Bash
    sync-diff-inspector.toml：
    
    # Diff Configuration.
    
    ######################### Global config #########################
    
    # 日志级别，可以设置为 info、debug
    log-level = "info"
    
    # sync-diff-inspector 根据主键／唯一键／索引将数据划分为多个 chunk，
    # 对每一个 chunk 的数据进行对比。使用 chunk-size 设置 chunk 的大小
    chunk-size = 1000
    
    # 检查数据的线程数量
    check-thread-count = 4
    
    # 抽样检查的比例，如果设置为 100 则检查全部数据
    sample-percent = 100
    
    # 通过计算 chunk 的 checksum 来对比数据，如果不开启则逐行对比数据
    use-checksum = true
    
    # 如果设置为 true 则只会通过计算 checksum 来校验数据，如果上下游的 checksum 不一致也不会查出数据再进行校验
    only-use-checksum = false
    
    # 是否使用上次校验的 checkpoint，如果开启，则只校验上次未校验以及校验失败的 chunk
    use-checkpoint = true
    
    # 不对比数据
    ignore-data-check = false
    
    # 不对比表结构
    ignore-struct-check = false
    
    # 保存用于修复数据的 sql 的文件名称
    fix-sql-file = "fix.sql"
    
    ######################### Tables config #########################
    # 配置需要对比的*目标数据库*中的表
    [[check-tables]]
        # 目标库中数据库的名称
        schema = "db1"
    
       # 下面的配置会检查配置库中所有的表
        tables = ["~^"]
        
    [[check-tables]]
        # 目标库中数据库的名称
        schema = "db2"
    
       # 下面的配置会检查配置库中所有的表
        tables = ["~^"]
        
    [[check-tables]]
        # 目标库中数据库的名称
        schema = "db3"
    
       # 下面的配置会检查配置库中所有的表
        tables = ["~^"]
        
    [[check-tables]]
        # 目标库中数据库的名称
        schema = "db4"
    
       # 下面的配置会检查配置库中所有的表
        tables = ["~^"]
        
    [[check-tables]]
        # 目标库中数据库的名称
        schema = "db5"
    
       # 下面的配置会检查配置库中所有的表
        tables = ["~^"]
    
    ######################### Databases config #########################
    
    # 源数据库实例的配置
    [[source-db]]
        host = "192.168.2.80"
        port = 4000
        user = "root"
        password = "root"
        # 源数据库实例的 id，唯一标识一个数据库实例
        instance-id = "source-1"
        # 使用 TiDB 的 snapshot 功能，如果开启的话会使用历史数据进行对比
    
    # 目标数据库实例的配置
    [target-db]
        host = "192.168.2.80"
        port = 4001
        user = "root"
        password = "root"

./sync_diff_inspector --config /tidb/sync-diff-inspector.toml

![5ba3b60610fdad115fbbbb0ef055484a.png][]

#### **8. 开启回退库的反向TiCDC同步** ####

1) 下游TiCDC节点的扩容

Bash
    scale-ticdc2.yaml：
    
    cdc_servers:
    - host: 192.168.2.80
      ssh_port: 22
      port: 8301
      deploy_dir: "/tidb-deploy/cdc-8301"
      log_dir: "/tidb-deploy/cdc-8301/log"

tiup cluster scale-out tidb-test2 /tidb/scale-ticdc2.yaml
    tiup cluster display tidb-test2

![2839e9e627a5b5b1bc27fd907f1d617b.png][]

2) 开启TiCDC反向同步任务

tiup cdc cli capture list --pd=http://192.168.2.81:2479
    tiup cdc cli changefeed create --pd=http://192.168.2.81:2479 --sink-uri="mysql://root:root@192.168.2.80:4000/" --changefeed-id="replication-task-1" --sort-engine="unified"
    tiup cdc cli changefeed list --pd=http://192.168.2.81:2479
    tiup cdc cli changefeed query --pd=http://192.168.2.81:2479 --changefeed-id=replication-task-1

#### **9. 创建业务用户，取消只读，F5切换到（v6.1.0）集群** ####

![81c75c561b898ad2f42cd9ce2d9ce2dd.png][]

#### **10. 业务接入服务，验证服务正常** ####

启动应用，应用侧进行验证。

## **四、回退方案** ##

#### **1. 回退前提条件** ####

回退前检查

*  生产库 (v6.x.x) 与回退库 (v4.0.x) 数据一致
 *  数据追平

#### **2. 回退操作步骤** ####

1.  确保数据追平
2.  停止生产集群 (v6.x.x) 业务写入生产集群 (v6.x.x) 重启 tidb-server 节点，确认所有 tidb-server 均无连接
3.  停止生产环境 (v6.x.x) 的 TiCDC 同步
4.  搭建回退库 (v4.0.x) 到生产库 (v6.x.x) 的TiCDC 同步（可选）
5.  F5 修改地址，回退库 (v4.0.x) 中为业务用户重新赋权，验证业务。
6.  修改应用指向到回退库 (v4.0.x)
7.  查看回退集群 (v4.0.x) 状态
8.

## **五、总结** ##

1.  TiCDC开启之前需要确认业务是否有没主键或唯一键的表，对于没有有效索引的表，insert和 replace 等操作不具备可重入性，因此会有数据冗余的风险。TiCDC 在同步过程中只保证数据至少分发一次，因此开启该特性同步没有有效索引的表，一定会导致数据冗余出现。如果不能接受数据冗余，建议增加有效索引。查出来的没主键的表需提前和客户沟通进行增加主键或唯一键操作。
2.  业务切换过程中可以把数据库设为只读状态，防止业务修改写入。

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