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TiDB 蓝绿部署 ​

蓝绿部署是一种零 downtime 的部署策略，通过维护两个几乎完全相同的环境（蓝色环境和绿色环境）来实现版本升级和变更。本文档介绍 TiDB 集群的蓝绿部署方案，包括部署架构、实施步骤和最佳实践。

蓝绿部署架构 ​

1. 基本架构 ​

蓝绿部署的基本架构包括：

  • 蓝色环境：当前运行的生产环境
  • 绿色环境：新部署的环境，用于测试和验证
  • 流量切换层：用于在蓝色环境和绿色环境之间切换流量
  • 数据同步层：用于在两个环境之间同步数据

2. TiDB 蓝绿部署架构 ​

对于 TiDB 集群，蓝绿部署架构包括：

  • 蓝色 TiDB 集群：当前运行的生产集群
  • 绿色 TiDB 集群：新部署的 TiDB 集群，使用新版本或新配置
  • 负载均衡器：如 HAProxy、Nginx 等，用于切换流量
  • 数据同步工具：如 DM（Data Migration），用于在两个集群之间同步数据
  • 监控系统：监控两个集群的状态和性能

蓝绿部署准备 ​

1. 环境准备 ​

  • 绿色集群部署：部署与蓝色集群相同规模的绿色集群
  • 数据同步配置：配置 DM 或其他工具，实现蓝色集群到绿色集群的数据同步
  • 负载均衡器配置：配置负载均衡器，支持流量切换
  • 监控配置：配置监控系统，监控两个集群的状态

2. 测试准备 ​

  • 功能测试：准备功能测试用例，验证绿色集群的功能
  • 性能测试：准备性能测试用例，验证绿色集群的性能
  • 回归测试：准备回归测试用例，确保不引入新问题
  • 故障演练：准备故障演练用例，验证绿色集群的可靠性

蓝绿部署实施步骤 ​

1. 部署绿色集群 ​

1.1 规划绿色集群拓扑 ​

根据蓝色集群的拓扑，规划绿色集群的拓扑，确保规模和配置相当。

1.2 部署绿色集群 ​

使用 TiUP 或其他工具部署绿色集群：

bash
# 使用 TiUP 部署绿色集群
tiup cluster deploy <green-cluster-name> <tidb-version> topology-green.yaml --user <ssh-user> -p

# 启动绿色集群
tiup cluster start <green-cluster-name>

1.3 配置数据同步 ​

使用 DM 配置从蓝色集群到绿色集群的数据同步：

yaml
# dm-task.yaml
name: "blue-green-sync"
source-id: ["blue-cluster"]
target-database:
  host: "<green-tidb-host>"
  port: <green-tidb-port>
  user: "<green-tidb-user>"
  password: "<green-tidb-password>"

mydumper-config:
  threads: 4
  chunk-size: 64
  rows: 32000

loader-config:
  pool-size: 16
  dir: "loader"

syncers:
  global:
    worker-count: 16
    batch: 100

2. 验证绿色集群 ​

2.1 功能验证 ​

在绿色集群上运行功能测试，验证集群功能正常：

bash
# 运行功能测试
mysql -h <green-tidb-host> -P <green-tidb-port> -u root -e "SELECT version();"
mysql -h <green-tidb-host> -P <green-tidb-port> -u root -e "CREATE DATABASE test; USE test; CREATE TABLE t1 (id INT PRIMARY KEY); INSERT INTO t1 VALUES (1); SELECT * FROM t1;"

2.2 性能验证 ​

运行性能测试，验证绿色集群的性能满足要求：

bash
# 使用 Sysbench 进行性能测试
sysbench oltp_read_write --mysql-host=<green-tidb-host> --mysql-port=<green-tidb-port> --mysql-user=root --mysql-db=test --tables=10 --table-size=1000000 --threads=16 prepare
sysbench oltp_read_write --mysql-host=<green-tidb-host> --mysql-port=<green-tidb-port> --mysql-user=root --mysql-db=test --tables=10 --table-size=1000000 --threads=16 run

2.3 数据一致性验证 ​

使用 sync-diff-inspector 验证蓝色集群和绿色集群之间的数据一致性：

yaml
# sync-diff-inspector-config.yaml
data-sources:
  - name: "blue-db"
    host: "<blue-tidb-host>"
    port: <blue-tidb-port>
    user: "root"
    password: ""
    catalog: "mysql"
    schema: "test"

  - name: "green-db"
    host: "<green-tidb-host>"
    port: <green-tidb-port>
    user: "root"
    password: ""
    catalog: "mysql"
    schema: "test"

tasks:
  - name: "test"
    source-instance: "blue-db"
    target-instance: "green-db"
    source-tables:
      - db-name: "test"
        tbl-name: "t1"
    target-tables:
      - db-name: "test"
        tbl-name: "t1"

3. 流量切换 ​

3.1 准备流量切换 ​

  • 通知相关团队，准备进行流量切换
  • 确保监控系统正常运行，能够监控两个集群的状态
  • 准备回滚方案，确保可以快速回滚

3.2 逐步切换流量 ​

使用负载均衡器逐步将流量从蓝色集群切换到绿色集群：

bash
# 使用 HAProxy 切换流量
# 1. 更新 HAProxy 配置，增加绿色集群的后端服务器
# 2. 逐步调整权重，将流量从蓝色集群转移到绿色集群
# 3. 监控两个集群的状态，确保切换过程平稳

3.3 完全切换流量 ​

当所有流量都切换到绿色集群后，验证业务功能正常：

bash
# 验证业务功能
mysql -h <load-balancer-ip> -P <load-balancer-port> -u root -e "SELECT * FROM <business-table> LIMIT 10;"

4. 验证和监控 ​

4.1 监控绿色集群 ​

切换流量后，监控绿色集群的状态和性能：

  • 监控 QPS、延迟、CPU 使用率、内存使用率等指标
  • 监控慢查询、错误日志等
  • 监控集群的健康状态

4.2 验证业务功能 ​

验证业务功能在绿色集群上正常运行：

  • 运行业务测试用例
  • 验证关键业务流程
  • 检查业务数据的完整性和一致性

5. 清理蓝色集群 ​

5.1 确认绿色集群稳定 ​

在确认绿色集群稳定运行一段时间后（如 24-48 小时），可以考虑清理蓝色集群。

5.2 停止数据同步 ​

停止从蓝色集群到绿色集群的数据同步：

bash
# 停止 DM 同步任务
dmctl --master-addr=127.0.0.1:8261 stop-task blue-green-sync

5.3 销毁蓝色集群 ​

使用 TiUP 销毁蓝色集群：

bash
# 销毁蓝色集群
tiup cluster destroy <blue-cluster-name> --force

蓝绿部署最佳实践 ​

1. 环境准备 ​

  • 确保蓝色集群和绿色集群的配置和规模相当
  • 使用相同的硬件配置和网络环境
  • 确保两个集群的监控配置一致

2. 数据同步 ​

  • 使用 DM 工具实现可靠的数据同步
  • 监控数据同步的延迟，确保延迟在可接受范围内
  • 确保数据同步的完整性和一致性

3. 流量切换 ​

  • 采用逐步切换流量的方式，避免一次性切换所有流量
  • 监控切换过程中的性能和错误率
  • 准备回滚方案，确保可以快速回滚

4. 测试验证 ​

  • 在绿色集群上进行充分的测试，包括功能测试、性能测试和回归测试
  • 模拟真实的业务负载，验证绿色集群的性能
  • 进行故障演练，验证绿色集群的可靠性

5. 监控和告警 ​

  • 配置全面的监控和告警规则
  • 监控两个集群的状态和性能
  • 及时处理监控告警，确保集群稳定运行

6. 回滚计划 ​

  • 制定详细的回滚计划，确保可以快速回滚到蓝色集群
  • 测试回滚流程，确保回滚过程平稳
  • 准备回滚所需的工具和资源

蓝绿部署与其他部署方式比较 ​

1. 蓝绿部署 vs 滚动升级 ​

特性蓝绿部署滚动升级
停机时间零几乎零
回滚难度容易，只需切换流量较难，需要反向滚动
资源需求高，需要两倍资源低，使用现有资源
适用场景重大版本升级、架构变更小版本升级、配置变更

2. 蓝绿部署 vs 灰度发布 ​

特性蓝绿部署灰度发布
环境数量两个完整环境一个环境，部分节点升级
流量控制基于负载均衡器基于用户或请求特征
资源需求高中
适用场景版本升级、架构变更功能测试、用户体验测试

常见问题（FAQ） ​

Q1: 蓝绿部署需要多少额外资源？ ​

A1: 蓝绿部署需要与现有集群相同规模的额外资源，因为需要维护两个几乎完全相同的环境。对于大规模集群，这可能是一个显著的成本。

Q2: 如何处理蓝绿集群之间的数据同步延迟？ ​

A2: 可以通过以下方式处理：

  • 使用高效的数据同步工具，如 DM
  • 优化同步配置，增加并行度
  • 选择业务低峰期进行流量切换
  • 监控同步延迟，确保延迟在可接受范围内

Q3: 如何实现自动化的蓝绿部署？ ​

A3: 可以通过以下方式实现自动化：

  • 使用 CI/CD 工具，如 Jenkins、GitLab CI 等
  • 使用基础设施即代码工具，如 Terraform、Ansible 等
  • 使用自动化脚本，实现集群部署、数据同步、流量切换等步骤

Q4: 蓝绿部署适用于所有 TiDB 版本升级吗？ ​

A4: 蓝绿部署适用于大多数 TiDB 版本升级，尤其是重大版本升级。但对于某些特殊情况，如数据格式变更，可能需要额外的处理。

Q5: 如何验证蓝绿集群之间的数据一致性？ ​

A5: 可以使用 sync-diff-inspector 工具检查数据一致性，该工具可以比较两个 TiDB 集群之间的数据差异。

Q6: 蓝绿部署的回滚流程是什么？ ​

A6: 回滚流程包括：

  • 停止数据同步
  • 将流量从绿色集群切换回蓝色集群
  • 验证蓝色集群的状态和业务功能
  • 必要时修复蓝色集群的问题

蓝绿部署案例 ​

案例1：TiDB 版本升级 ​

背景：需要将 TiDB 集群从 v5.4.0 升级到 v6.0.0

实施步骤：

  1. 部署绿色集群（v6.0.0）
  2. 配置从蓝色集群到绿色集群的数据同步
  3. 在绿色集群上进行功能和性能测试
  4. 逐步将流量从蓝色集群切换到绿色集群
  5. 验证绿色集群稳定运行
  6. 停止数据同步，销毁蓝色集群

结果：零 downtime 完成版本升级，业务无影响

案例2：TiDB 配置变更 ​

背景：需要调整 TiDB 集群的配置，如增加内存配额、调整线程数等

实施步骤：

  1. 部署绿色集群，使用新的配置
  2. 配置从蓝色集群到绿色集群的数据同步
  3. 验证绿色集群的性能和稳定性
  4. 逐步将流量切换到绿色集群
  5. 验证业务功能正常
  6. 停止数据同步，销毁蓝色集群

结果：零 downtime 完成配置变更，性能得到提升

案例3：TiDB 架构变更 ​

背景：需要将 TiDB 集群从单数据中心扩展到多数据中心

实施步骤：

  1. 部署绿色集群，使用多数据中心架构
  2. 配置从蓝色集群到绿色集群的数据同步
  3. 验证绿色集群的跨数据中心功能
  4. 逐步将流量切换到绿色集群
  5. 验证业务功能和性能正常
  6. 停止数据同步，销毁蓝色集群

结果：零 downtime 完成架构变更，提升了集群的可靠性和容灾能力