外观
TiDB 硬件选择指南
硬件选择原则
业务需求优先
硬件选择应首先考虑业务需求：
- 性能要求：根据 QPS、延迟、吞吐量等指标选择合适的硬件
- 容量需求：根据数据量和增长速度估算存储容量
- 高可用性要求：考虑节点冗余和故障恢复能力
- 预算限制：在满足需求的前提下优化成本
组件差异化配置
TiDB 各组件对硬件的要求不同，应根据组件特性进行差异化配置：
- TiDB Server：CPU 密集型，需要高性能 CPU
- TiKV Server：IO 密集型，需要高速存储和充足内存
- PD Server：内存密集型，需要充足内存和低延迟存储
- TiFlash：分析型负载，需要大容量存储和多核 CPU
扩展性考虑
硬件选择应考虑未来扩展性：
- 选择支持横向扩展的硬件架构
- 预留一定的性能和容量余量
- 考虑硬件升级的便利性
- 采用标准化的硬件配置
可靠性要求
硬件选择应确保系统可靠性：
- 选择可靠的硬件品牌和供应商
- 配置 RAID 或分布式存储提高存储可靠性
- 考虑电源、散热等基础设施的冗余
- 选择经过验证的硬件配置
各组件硬件要求
TiDB Server
TiDB Server 是 SQL 处理引擎，主要负责接收和处理客户端请求，执行 SQL 解析、优化和执行。
硬件要求
| 配置项 | 最低要求 | 推荐配置 | 高端配置 |
|---|---|---|---|
| CPU | 8 核 | 16-32 核 | 32-64 核 |
| 内存 | 16 GB | 32-64 GB | 64-128 GB |
| 存储 | SSD，200 GB | SSD，500 GB | SSD，1 TB |
| 网络 | 千兆以太网 | 万兆以太网 | 25/40 GbE |
配置建议
- CPU 选择：优先选择高主频、多核的 CPU，如 Intel Xeon Gold 或 AMD EPYC 系列
- 内存配置：内存大小应根据业务负载调整，建议内存与 CPU 核数比例为 2-4 GB/核
- 存储配置：使用 SSD 存储 TiDB 日志和临时文件，提高 SQL 执行性能
- 网络配置：对于高并发场景，建议使用万兆或更高速率的网络
TiKV Server
TiKV Server 是分布式 KV 存储引擎，主要负责数据存储和复制，是 TiDB 集群的核心组件。
硬件要求
| 配置项 | 最低要求 | 推荐配置 | 高端配置 |
|---|---|---|---|
| CPU | 8 核 | 16-32 核 | 32-64 核 |
| 内存 | 32 GB | 64-128 GB | 128-256 GB |
| 存储 | SSD，1 TB | NVMe SSD，2-4 TB | NVMe SSD，4-8 TB |
| 网络 | 千兆以太网 | 万兆以太网 | 25/40 GbE |
配置建议
- CPU 选择：选择多核 CPU，建议 CPU 核数与内存比例为 1:4-1:8
- 内存配置：内存大小直接影响 TiKV 性能，建议至少 64 GB，对于大规模集群建议 128 GB 或更高
- 存储配置：
- 推荐使用 NVMe SSD，提供更低的延迟和更高的 IOPS
- 单盘容量建议 2-4 TB，避免单盘容量过大导致故障恢复时间过长
- 建议配置 RAID 0 或 JBOD，利用 TiKV 自身的复制机制保证数据可靠性
- 存储容量规划：考虑数据副本数（默认 3 副本）、压缩比（约 30-50%）和预留空间（建议 30%）
- 网络配置：TiKV 节点间需要频繁的数据复制和心跳通信，建议使用万兆或更高速率的网络
PD Server
PD Server 是集群管理器，主要负责集群拓扑管理、Region 调度和负载均衡。
硬件要求
| 配置项 | 最低要求 | 推荐配置 | 高端配置 |
|---|---|---|---|
| CPU | 4 核 | 8-16 核 | 16 核 |
| 内存 | 8 GB | 16-32 GB | 32-64 GB |
| 存储 | SSD，100 GB | SSD，200-500 GB | SSD，500 GB |
| 网络 | 千兆以太网 | 万兆以太网 | 万兆以太网 |
配置建议
- CPU 选择：PD 对 CPU 要求不高，建议 8-16 核即可
- 内存配置：PD 存储集群元数据，内存大小应根据集群规模调整，建议至少 16 GB
- 存储配置：使用 SSD 存储 PD 数据，提高元数据访问速度
- 网络配置：PD 与其他组件频繁通信，建议使用万兆网络
- 部署建议：PD 节点数应为奇数（3、5 等），确保高可用性
TiFlash
TiFlash 是列式存储引擎，主要负责支持实时分析查询，与 TiKV 共享数据副本。
硬件要求
| 配置项 | 最低要求 | 推荐配置 | 高端配置 |
|---|---|---|---|
| CPU | 16 核 | 32-64 核 | 64-128 核 |
| 内存 | 64 GB | 128-256 GB | 256-512 GB |
| 存储 | SSD，2 TB | NVMe SSD 或 HDD，4-8 TB | NVMe SSD，8-16 TB |
| 网络 | 万兆以太网 | 万兆以太网 | 25/40 GbE |
配置建议
- CPU 选择：TiFlash 处理分析型查询，需要多核 CPU，建议 32 核以上
- 内存配置：内存大小影响分析查询性能，建议至少 128 GB
- 存储配置：
- 可以使用 SSD 或 HDD，根据查询性能要求选择
- 单盘容量建议 4-8 TB
- 存储容量规划：考虑数据副本数（默认 2 副本）和压缩比（约 50-70%）
- 网络配置：TiFlash 与其他组件频繁通信，建议使用万兆或更高速率的网络
不同规模集群硬件配置
小型集群（测试/开发环境）
适用于开发、测试或小规模生产环境，数据量小于 1 TB。
配置建议
| 组件 | 节点数 | CPU | 内存 | 存储 | 网络 |
|---|---|---|---|---|---|
| TiDB | 2 | 16 核 | 32 GB | SSD 500 GB | 万兆 |
| TiKV | 3 | 16 核 | 64 GB | NVMe SSD 2 TB | 万兆 |
| PD | 3 | 8 核 | 16 GB | SSD 200 GB | 万兆 |
| TiFlash | 1 | 32 核 | 128 GB | NVMe SSD 4 TB | 万兆 |
中型集群（生产环境）
适用于中型生产环境，数据量 1-10 TB，QPS 10,000-100,000。
配置建议
| 组件 | 节点数 | CPU | 内存 | 存储 | 网络 |
|---|---|---|---|---|---|
| TiDB | 3-5 | 24-32 核 | 64 GB | SSD 1 TB | 万兆 |
| TiKV | 6-12 | 24-32 核 | 128 GB | NVMe SSD 4 TB | 万兆 |
| PD | 3 | 16 核 | 32 GB | SSD 500 GB | 万兆 |
| TiFlash | 2-4 | 48-64 核 | 256 GB | NVMe SSD 8 TB | 万兆 |
大型集群（大规模生产环境）
适用于大规模生产环境，数据量 10-100 TB，QPS 100,000+。
配置建议
| 组件 | 节点数 | CPU | 内存 | 存储 | 网络 |
|---|---|---|---|---|---|
| TiDB | 5-10 | 32-64 核 | 128 GB | SSD 1 TB | 25/40 GbE |
| TiKV | 12-30 | 32-64 核 | 128-256 GB | NVMe SSD 4-8 TB | 25/40 GbE |
| PD | 5 | 16 核 | 32-64 GB | SSD 500 GB | 万兆 |
| TiFlash | 4-8 | 64-128 核 | 256-512 GB | NVMe SSD 8-16 TB | 25/40 GbE |
存储选型建议
SSD vs HDD
| 存储类型 | 优势 | 劣势 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| SSD | 低延迟、高 IOPS、高吞吐量 | 成本高、容量相对较小 | TiDB、PD、TiKV、TiFlash（高性能要求） |
| NVMe SSD | 更低延迟、更高 IOPS | 成本更高 | TiKV（核心存储）、TiFlash（高性能分析） |
| HDD | 成本低、容量大 | 高延迟、低 IOPS | TiFlash（大容量分析、成本敏感） |
RAID 配置
| RAID 级别 | 优势 | 劣势 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| RAID 0 | 高性能、高容量 | 无冗余，单点故障 | TiKV（依赖自身复制机制）、TiFlash |
| RAID 1 | 高可靠性、读性能好 | 成本高、容量利用率低 | PD（元数据存储） |
| RAID 5 | 较好的可靠性和容量利用率 | 写性能一般 | 不推荐用于 TiDB 集群 |
| RAID 10 | 高可靠性、高性能 | 成本高、容量利用率低 | TiDB（日志存储） |
存储容量规划
存储容量计算公式：
总存储容量 = 原始数据量 × 副本数 ÷ 压缩比 × (1 + 预留空间比例)- 副本数：TiKV 默认 3 副本，TiFlash 默认 2 副本
- 压缩比：TiKV 约 30-50%，TiFlash 约 50-70%
- 预留空间比例：建议 30%，用于数据增长和 compaction
网络规划
网络架构
- 建议使用分层网络架构：核心层、汇聚层、接入层
- TiDB 集群内部网络：建议使用独立的万兆或更高速率网络
- 客户端访问网络：根据业务需求配置，建议万兆以上
- 监控和管理网络：建议与业务网络分离，提高安全性
网络设备
- 交换机：建议使用支持万兆或更高速率的交换机，支持 VLAN 和 QoS
- 网卡：建议使用 10 GbE 或更高速率的网卡，支持多队列
- 网络线缆：使用高质量的网线和光纤，确保网络稳定性
网络优化
- 配置合理的 MTU 值（建议 9000，即 Jumbo Frame）
- 启用网络流量控制和 QoS
- 优化网络中断处理（如开启 irqbalance）
- 配置合理的 TCP 参数
云环境硬件选择
云服务器选型
| 云平台 | TiDB 推荐实例 | TiKV 推荐实例 | PD 推荐实例 | TiFlash 推荐实例 |
|---|---|---|---|---|
| AWS | m5.4xlarge | i3.4xlarge | r5.xlarge | r5.12xlarge |
| 阿里云 | ecs.c6.4xlarge | ecs.i2g.4xlarge | ecs.r6.xlarge | ecs.r6.12xlarge |
| 腾讯云 | S5.4XLARGE8 | IT5.4XLARGE32 | MEM3.2XLARGE16 | MEM3.12XLARGE96 |
| 华为云 | s6.4xlarge.4 | i3.4xlarge.8 | r6.2xlarge.4 | r6.12xlarge.4 |
云存储选型
块存储：用于 TiDB、PD 和 TiKV 的本地存储
- AWS：EBS io2 或 gp3
- 阿里云：ESSD PL1 或 PL2
- 腾讯云：SSD 云硬盘或增强型 SSD
- 华为云：超高 IO 云硬盘
对象存储：用于备份和归档
- AWS：S3
- 阿里云：OSS
- 腾讯云：COS
- 华为云：OBS
硬件验证与测试
硬件兼容性测试
在部署生产集群前，建议进行硬件兼容性测试：
- 测试 TiDB 集群在目标硬件上的部署成功率
- 验证各组件的基本功能是否正常
- 检查硬件驱动和固件版本是否兼容
性能测试
进行性能测试，验证硬件是否满足业务需求：
- 使用 Sysbench 或 TiDB Benchmark 进行基准测试
- 测试 OLTP 和 OLAP 混合负载下的性能
- 测试大规模数据导入和查询性能
- 测试故障恢复和扩展能力
稳定性测试
进行长期稳定性测试，确保硬件在长时间运行下稳定可靠：
- 进行 7×24 小时稳定性测试
- 模拟各种故障场景，测试故障恢复能力
- 监控硬件温度、功耗等指标
常见问题（FAQ）
Q1: TiKV 节点的存储应该使用 SSD 还是 HDD？
A1: 建议使用 SSD，特别是 NVMe SSD。TiKV 是 IO 密集型组件，SSD 提供的低延迟和高 IOPS 能显著提高 TiKV 的性能。对于大规模分析场景，可以考虑使用 HDD 作为 TiFlash 的存储。
Q2: 如何估算 TiKV 节点的存储容量？
A2: 可以使用以下公式估算：
TiKV 存储容量 = 原始数据量 × 3（副本数） ÷ 0.5（压缩比） × 1.3（预留空间）例如，1 TB 原始数据需要的 TiKV 存储容量为：1 × 3 ÷ 0.5 × 1.3 = 7.8 TB。
Q3: PD 节点需要多少内存？
A3: PD 节点的内存需求取决于集群规模。对于小型集群（小于 100 个 TiKV 节点），16 GB 内存足够；对于中型集群（100-500 个 TiKV 节点），建议 32 GB 内存；对于大型集群（大于 500 个 TiKV 节点），建议 64 GB 或更多内存。
Q4: 云环境中如何选择实例类型？
A4: 云环境中选择实例类型时，应考虑：
- TiDB：选择计算优化型实例，如 AWS m5 系列
- TiKV：选择存储优化型实例，如 AWS i3 系列或阿里云 i2g 系列
- PD：选择内存优化型实例，如 AWS r5 系列
- TiFlash：选择内存优化型或计算优化型实例，如 AWS r5 或 c5 系列
Q5: 如何优化 TiDB 集群的网络性能？
A5: 可以通过以下方式优化网络性能：
- 使用万兆或更高速率的网络
- 配置 Jumbo Frame（MTU 9000）
- 启用网络流量控制和 QoS
- 优化 TCP 参数，如增大 TCP 缓冲区
- 确保网络设备和线缆的质量
- 将 TiDB 集群部署在同一可用区或地域，减少网络延迟