印刻数据库

外观

OceanBase OBProxy 架构 ​

OBProxy 架构设计 ​

整体架构 ​

OBProxy 采用分层架构设计，主要包含以下几层：

  1. 客户端接入层：处理客户端连接，提供认证和加密功能
  2. 协议解析层：解析 SQL 语句和 OceanBase 协议
  3. 路由决策层：根据 SQL 语句和集群状态，决策请求的路由目标
  4. 连接管理层：管理与后端 OceanBase 节点的连接池
  5. 请求转发层：将请求转发到后端节点，并处理响应
  6. 监控统计层：收集和统计各种性能指标

核心组件 ​

1. 连接管理器 ​

  • 功能：管理客户端连接和后端节点连接
  • 连接池设计：
    • 客户端连接池：管理客户端到 OBProxy 的连接
    • 后端连接池：管理 OBProxy 到 OceanBase 节点的连接
  • 连接复用：实现连接复用，减少连接创建和销毁的开销

2. 协议处理器 ​

  • 功能：解析和处理数据库协议
  • 支持的协议：
    • MySQL 协议：兼容 MySQL 客户端
    • OceanBase 私有协议：与后端 OceanBase 节点通信
  • 协议转换：在不同协议之间进行转换

3. SQL 解析器 ​

  • 功能：解析 SQL 语句，提取关键信息
  • 解析内容：
    • SQL 类型（SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE 等）
    • 表名、分区键、WHERE 条件
    • 事务信息
  • 解析优化：优化解析过程，提高解析速度

4. 路由决策器 ​

  • 功能：根据 SQL 语句和集群状态，决策请求的路由目标
  • 路由策略：
    • 基于表分区的路由
    • 基于租户的路由
    • 基于负载的路由
    • 基于位置的路由
  • 智能路由：根据实时集群状态动态调整路由策略

5. 负载均衡器 ​

  • 功能：将请求均衡分发到后端节点
  • 负载均衡算法：
    • 轮询（Round Robin）
    • 加权轮询（Weighted Round Robin）
    • 最小连接数（Least Connections）
    • 响应时间（Response Time）
  • 动态调整：根据实时负载情况动态调整权重

6. 故障检测器 ​

  • 功能：检测后端节点的故障状态
  • 检测方式：
    • 心跳检测：定期发送心跳请求
    • 连接检测：检测连接状态
    • 响应检测：检测请求响应情况
  • 故障处理：自动将故障节点从路由列表中移除

7. 监控统计器 ​

  • 功能：收集和统计各种性能指标
  • 监控指标：
    • 连接数、请求数、响应时间
    • 错误率、成功率
    • CPU、内存、网络使用率
  • 统计方式：实时统计，定期上报

OBProxy 工作原理 ​

请求处理流程 ​

  1. 客户端连接建立：客户端通过 MySQL 协议连接到 OBProxy
  2. 认证和授权：OBProxy 对客户端进行认证和授权
  3. SQL 解析：OBProxy 解析客户端发送的 SQL 语句
  4. 路由决策：根据 SQL 语句和集群状态，决策请求的路由目标
  5. 连接池获取：从后端连接池中获取到目标节点的连接
  6. 请求转发：将 SQL 请求转发到目标后端节点
  7. 响应处理：接收后端节点的响应，进行必要的处理
  8. 响应返回：将处理后的响应返回给客户端
  9. 连接释放：将后端连接归还到连接池

路由决策流程 ​

  1. 获取 SQL 类型：确定是读请求还是写请求
  2. 解析表名和分区键：提取 SQL 语句中的表名和分区键
  3. 获取集群拓扑：从缓存或直接从集群获取最新的集群拓扑
  4. 确定目标分区：根据分区键和分区规则，确定目标分区
  5. 选择目标节点：根据负载均衡算法，从目标分区的副本中选择一个节点
  6. 路由缓存更新：更新路由缓存，提高后续请求的路由效率

故障转移流程 ​

  1. 故障检测：故障检测器检测到后端节点故障
  2. 故障上报：将故障节点信息上报给路由决策器
  3. 路由更新：路由决策器更新路由表，将故障节点从路由列表中移除
  4. 连接清理：清理与故障节点相关的连接
  5. 请求重定向：将后续请求重定向到健康节点
  6. 故障恢复：当故障节点恢复后，自动将其重新加入路由列表

OBProxy 部署架构 ​

单节点部署 ​

  • 架构：单个 OBProxy 节点部署在客户端和 OceanBase 集群之间
  • 适用场景：测试环境，小规模生产环境
  • 优势：部署简单，管理方便
  • 劣势：存在单点故障风险

集群部署 ​

  • 架构：多个 OBProxy 节点组成集群，前端配置负载均衡器
  • 适用场景：大规模生产环境
  • 优势：
    • 无单点故障，高可用性
    • 支持横向扩展，提高处理能力
    • 负载均衡，提高资源利用率
  • 劣势：部署和管理复杂

分层部署 ​

  • 架构：根据业务需求，将 OBProxy 部署在不同的层级
  • 层级设计：
    • 边缘层：靠近客户端，处理客户端请求
    • 核心层：处理复杂的路由和负载均衡
    • 接入层：直接连接后端 OceanBase 节点
  • 适用场景：超大规模集群，复杂网络环境

OBProxy 与其他组件的关系 ​

OBProxy 与 OceanBase 集群 ​

  • 通信协议：使用 OceanBase 私有协议
  • 交互方式：
    • OBProxy 定期从 OceanBase 集群获取集群拓扑信息
    • OBProxy 将客户端请求转发到 OceanBase 节点
    • OceanBase 节点将响应返回给 OBProxy

OBProxy 与 OCP ​

  • OCP：OceanBase 企业管理器
  • 交互方式：
    • OCP 管理 OBProxy 的部署和配置
    • OCP 监控 OBProxy 的状态和性能
    • OCP 提供 OBProxy 的故障诊断和修复功能

OBProxy 与 OBAgent ​

  • OBAgent：OceanBase 监控代理
  • 交互方式：
    • OBAgent 收集 OBProxy 的监控数据
    • OBAgent 将监控数据上报给监控系统

常见问题（FAQ） ​

Q1: OBProxy 如何实现高可用性？ ​

A1: OBProxy 实现高可用性的方式：

  • 部署多个 OBProxy 实例，前端配置负载均衡器
  • 实现故障自动检测和转移
  • 支持无状态设计，便于横向扩展
  • 提供完善的监控和告警机制

Q2: OBProxy 如何处理大规模集群的路由？ ​

A2: OBProxy 处理大规模集群路由的方式：

  • 采用分布式路由缓存，减少路由决策的开销
  • 实现增量路由更新，只更新变化的部分
  • 支持分片路由，将大规模集群划分为多个分片
  • 优化路由算法，提高路由决策速度

Q3: OBProxy 如何保证数据一致性？ ​

A3: OBProxy 保证数据一致性的方式：

  • 写请求路由到主副本，确保数据一致性
  • 读请求可以根据一致性级别，路由到主副本或备副本
  • 支持事务的完整处理，确保事务的 ACID 特性
  • 实现分布式事务的协调和处理

Q4: OBProxy 如何优化性能？ ​

A4: OBProxy 性能优化的方式：

  • 采用高效的事件驱动模型
  • 实现连接复用，减少连接创建和销毁的开销
  • 优化协议解析和处理流程
  • 实现高效的路由算法
  • 采用内存池和对象池，减少内存分配的开销

Q5: OBProxy 支持哪些客户端？ ​

A5: OBProxy 支持的客户端：

  • MySQL 客户端：支持所有兼容 MySQL 协议的客户端
  • OceanBase 专用客户端：提供更多高级功能
  • 各种编程语言的数据库驱动：
    • Java：JDBC
    • Python：PyMySQL, MySQLdb
    • PHP：PDO, mysqli
    • Go：go-sql-driver/mysql
    • C/C++：libmysqlclient