sharding db的HA架构

sharding database最大的特点是可以横向扩展。但是横向扩展不是RAC的横向扩展,纯sharding db是没有HA架构的。即一个shardcat db,多个shard node db。无论是谁down了,都会造成不可用。

我们从上往下捋一下,看看哪里有单点故障,这个单点可以通过什么方式解决,

我们知道,sharding的架构大致如下,
shard-arcth

(1). 从应用端发起之后,往下是connection pool,这个connection pool,指的是Oracle Integrated connections pools (UCP, OCI, ODP.NET, JDBC)。这个connection pool,不在本文的讨论范围内,这个是涉及到中间件的高可用问题。

(2). 往下是shard director(gsm)和shardcat数据库。这涉及到一个路由的分类。直接路由(direct route)还是代理路由(proxy route)

(2.1). 直接路由是基于sharding key,在connection pool中的connect阶段就实现了。如果在connection pool(以下以UCP为例)有缓存,缓存着sharding key的range,和shard以及chunk的mapping关系,所以直接忽略shard director,直接到某个shard,node;
direct_route_bypass_sharddir
如果在UCP中没有缓存,则到shard director中找一次,再去shard node。且下一次执行的时候,由于已经缓存,就不再需要去shard director中找了。
direct_route_use_sharddir

在直接路由模式下,当连接请求是包含sharding key的,即UCP的连接可以使用sharding相关的API,如pds.createShardingKeyBuilder() 和pds.createConnectionBuilder() ,相关的操作就直接去对应的数据库分片了。

(2.2). 代理路由模式是不基于sharding key的访问,或者是需要查询multi shard的数据,那就需要coordinator database,也就是shardcat数据库。应用就需要通过shardcat数据库,才能找到对应的shard node。
proxy_route_use_shardcat

所以说,对于直接路由模式,我们有可能出现的问题,是shard director进程挂了。对于这个问题的解决,我们可以设置多个shard director,每个region最多可以设置5个shard director。shard director的功能,类似于向listener,你可以认为它是一个region listener。接受来自某一个区域的连接,然后进行路由。

对于代理模式,我们需要经过shardcat数据库,那么就可以使用到shardcat数据库的高可用方案了。如ADG,如RAC。在sharding的高可用方案中,我们是优先考虑ADG,再考虑RAC。

另外在提一下,由于如果不是multi shard的查询,就不经过shardcat数据库,所以如果shardcat down了,但是如果只有某个分片的transaction,那么也是不受到影响的。

(3). 再往下,就是shard node了,每个shard node包含分片数据,当一个shard node挂掉的时候,shard table的其他分片,即使是活的,也是无法查询这个shard table。

所以,我们要对shard node建立ADG,且启用FSFO。(我会写另外一个文章,介绍如何deploy带ADG的shard node)。如果不用ADG,那么OGG也是另外一种高可用的方案。此外,还有RAC(update 2016-11-15:关于RAC是否支持,建议大家能正式版出来的时候,试一试,因为之前beta1版的时候,我看到shard node是不支持ASM的,只支持文件系统,但是到目前发布的在线文档,已经没有这个限制了。),也避免一个shard node主机挂掉,注意,只是防止主机挂掉,不能防止存储挂掉。如果要防止存储挂掉,还是要建ADG。(这也是为什么sharding的最佳实践,是建立ADG,而RAC方案只是optional)

但是由于ADG的FSFO切换影响较大,因此最好的方式,还是RAC+ADG,即如果一个shard node的一个机器挂了,那么在RAC架构下,还有另外一台机器能顶住,不会有问题。如果2个节点都挂了,才FSFO切换到standby。

所以,sharding的HA最佳实践,应该是如下的:
sharding_ha
有2个区域(region),每个region有2个或以上的gsm(shard director),然后shardcat数据库有ADG(可以再加RAC),后面的shard node也是要做ADG+FSFO(可以在加RAC)。

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