原文来源：https://tidb.net/blog/b4732d88
POC 测试背景
在某地震多发省，为了避免地震造成的机房级灾难，或者城市级灾难，导致整个系统不可用，拟建设一套三地五中心五副本分布式高可用数据库系统，保证高可用需求。在该系统中需要接入不同地区的应用流量，且前期应用开发已经采用了百库百表的水平分库表策略。为尽可能减少应用~ 数据库延迟、数据库计算层向存储层跨机房跨城取数延迟，需要做到业务流量与对于数据分片 leader 在同一个机房。
POC 测试项
# 敏感信息已脱敏，测试用例信息可作为参考与学习
测试环境信息
机器软件环境配置
共 12 台阿里私有云托管物理机，其中 10 台用作部署集群，2 台用作部署同步程序或测试 HTAP 能力扩容。
单台配置如下：
机器与空间信息
共有三个城市：cd、ya、lz
五个机房：cd 有两个机房 AZ1、AZ2；ya 有两个机房 AZ3、AZ4；lz 有一个机房 AZ5
延迟：同城两机房延时小于 1ms；cd 与 ya 两地延时 3ms；cd 与 lz 两地延时 7ms;ya 与 lz 两地延时 9ms
机器放置拓扑：每个机房两台机器
流量单元化控制
需求
3 地数据中心架构有如下需求：
db_00-24 这 25 个库的 leader 在 AZ1，db_25-49 这 25 个库的 leader 在 AZ2，db_50-74 这 25 个库的 leader 在 AZ3，db_75-99 这 25 个库的 leader 在 AZ4
AZ5 不能有 Leader，即使前面 4 个 AZ 任意一个故障，AZ5 也不能 Leader
5 副本（max-replicas）
解决方案（存在 bug）
1、给机器打 label
以az1的两台机器为例：tikv_server: -host1 config: server.lables: {az: "az1" ,host : "host1" } -host2 config: server.lables: {az: "az1" ,host : "host2" }
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2、按照 AZ 级别设置 placement rule 确定副本 role
az1数据副本(全能型）放置规则，(az2\3\4规则类似）： "group_id": "pd", "id": "cd1", "start_key": "", "end_key": "", "role": "voter", "count": 1, "label_constraints": [ {"key": "az", "op": "in", "values": ["az1"]} ], "location_labels": ["az", "host"]az5数据副本(只同步，不提供服务）放置规则： "group_id": "pd", "id": "lz", "start_key": "", "end_key": "", "role": "follower", "count": 1, "label_constraints": [ {"key": "az", "op": "in", "values": ["az5"]} ], "location_labels": ["az", "host"]
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详细细节参考Placement Rules 使用文档 | PingCAP 文档中心
3、使用 placement rule in sql 配置主副本 leader 放置规则
创建放置在az1数据的放置规则：CREATE PLACEMENT POLICY p1 LEADER_CONSTRAINTS="+az=az1" FOLLOWER_CONSTRAINTS="{+az=az2: 1,+az=az3: 1,+az=az4: 1,+az=az5: 1}"在百库百表下每个az约有进250+库，2500+表生成更改表放置规则的sql语句,约2500+DDLselect concatenate（'alter table' ,table_achema ,'.',table_name,'placement policy = p1' from information_schema.tables where right(table_schema ,2) between '00' and '24' order by table_schema备注：在库已有放置规则的情况下，库下新建无放置规则的表
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详细细节参考Placement Rules in SQL | PingCAP 文档中心
bug1
bug 描述：TiDB v7.1.0 pd 调度 bug
bug 现象：数据副本无法按照 placement rule in sql 设置的放置规则完成调度
bug 解决方案：
升级pd从v7.1.0到v7.1.1或整体升级集群到v7.1.1可以从v7.1.1的镜像源中获取7.1.1版本pd，在一台和外网相通的机器上拉取需要的组件：tiup mirror clone tidb-community-server-${version}-linux-amd64 ${version} --os=linux --arch=amd64参考：https://docs.pingcap.com/zh/tidb/stable/production-deployment-using-tiup#%E5%87%86%E5%A4%87-tiup-%E7%A6%BB%E7%BA%BF%E7%BB%84%E4%BB%B6%E5%8C%85打热补丁tiup cluster patch <cluster-name> <package-path> [flags]参考：https://docs.pingcap.com/zh/tidb/stable/tiup-component-cluster-patch#tiup-cluster-patch或整体升级集群版本，参考：https://docs.pingcap.com/zh/tidb/stable/upgrade-tidb-using-tiup#%E4%BD%BF%E7%94%A8-tiup-%E5%8D%87%E7%BA%A7-tidb
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bug2
bug 描述：placement rule 的规则无法完全生效
bug 现象：按照 az 去打 placement rule 后，在 az5 仍然会有 mysql 库、information_schema 库等系统库表的 region leader , 且部分表出现副本数大于 5 副本的情况。
bug 解决方案：弃用按照 AZ 定义副本 role 的做法，采用 reject-leader 方案，参考：跨数据中心部署拓扑 | PingCAP 文档中心
调整方案后收益
跨城获取 TSO 的影响与探索
问题描述与初步分析
压力测试中，az1、az2、az3、az4 各占 25% 流量，流量与数据主副本 leader 也保持一致，但是响应延时却并不一致
实测确认跨城获取 TSO 影响
优化方案
拆分一套集群为 4 套集群。
灾难恢复与流量切流
需求
1、当发生机房级别灾难时，流量需要切换，为保证最佳性能，pd leader 也要 region leader 也要尽可能的与流量进行契合
2、同城一机房挂机后，流量优先切换到同城另一个机房
3、当一个城市两机房全部挂机后，例如 cd 的 az1 和 az2 挂机，流量全部切换至 az3 和 az4，不切换到 az5
pd leader 切换
给pd menber 打上权重，保证灾难时优先调度pd leader 到同城节点交互模式tiup ctl:v<CLUSTER_VERSION> pd -i -u http://127.0.0.1:2379以az1流量为例，设置pd leader 调度策略tiup ctl:v7.1.0 pd member leader_priority pd-1 5tiup ctl:v7.1.0 pd member leader_priority pd-2 3tiup ctl:v7.1.0 pd member leader_priority pd-3 1tiup ctl:v7.1.0 pd member leader_priority pd-4 1tiup ctl:v7.1.0 pd member leader_priority pd-5 0手动pd leader 切换（为避免切换后不稳定，需要先调整调度权重）tiup ctl:v7.1.0 pd member leader transfer pd3
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region leader 切换
有问题的切换：
第一步：假设原放置az1的region leader需要切换到az2,执行sql获得语句，约2500+DDLselect concatenate（'alter table' ,table_achema ,'.',table_name,'placement policy = p2' from information_schema.tables where right(table_schema ,2) between '00' and '24' order by table_schema第二步：执行获得的2500+个DDL问题：切换时间长数据库层操作：alter table xx placement policy az2; -- 之前是 az1最终耗时：28 分钟
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优化后切换：
换一个思路不再更改表绑定更换规则，而是直接更改绑定的规则的内容ALTER PLACEMENT POLICY p1 LEADER_CONSTRAINTS="+az=az2" FOLLOWER_CONSTRAINTS="{+az=az1: 1,+az=az3: 1,+az=az4: 1,+az=az5: 1}"切换时常约3分钟
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写在最后
1、poc(概念验证) 是一个非常好的检验数据库能力的方式，可以帮我们验证和了解各种功能
2、本次只摘取了整个测试实战过程中碰到的三个点来分享，希望能帮助到有类似需求的 TiDB 用户
作者介绍：BraveChen，来自神州数码钛合金战队，是一支致力于为企业提供分布式数据库 TiDB 整体解决方案的专业技术团队。团队成员拥有丰富的数据库从业背景，全部拥有 TiDB 高级资格证书，并活跃于 TiDB 开源社区，是官方认证合作伙伴。目前已为 10+ 客户提供了专业的 TiDB 交付服务，涵盖金融、证券、物流、电力、政府、零售等重点行业。
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