从论文 Millions of Tiny Databases, 聊聊 TiDB 的多租户

对于很多用户来说,一直希望 TiDB 能提供多租户的能力,也就是大家只想部署一个 TiDB 集群,然后将所有的租户业务放在这个 TiDB 集群上面运行。但其实我们并没有原生提供多租户的支持。即使在云上面,TiDB cloud 虽然有多租户的支持,但也仍然是一个租户一个独立的 TiDB 集群,这些集群都是通过 Kubernates 来管理的。那么,为啥我们不做呢,我想可能有如下的理由:

  • 不要把鸡蛋放在一个篮子里面,我相信这句话大家都知道,无论 TiDB 有多么健壮,但如果只有一个集群,真出现了问题,很有可能所有业务都会受到影响。
  • 隔离问题,在 TiDB 内部做不同租户的资源隔离其实算非常困难的,无论是对于 CPU,Mem 还有 I/O 的使用,其实都很难做到精细化的控制。很可能一个租户的大的查询请求就影响了其他的租户业务。所以我们更倾向于在外部用现阶段成熟的方案来做资源隔离。
  • 升级问题,因为只有一个集群,所以如果我们给某个租户开发了一个功能,要不要整个集群进行升级?虽然 TiDB 可以不停机升级,但在升级的时候总是会对业务有轻微的影响,我们不得不去考量。
  • 租户功能冲突,譬如某个租户为了更好的性能需要开启某个功能,但这个功能其实另外的租户不需要,那么我们到底要不要开启?

可以看到,单个 TiDB 实现多租户其实并没有我们想象中那么美好。虽然有一些数据库厂商说自己能支持多租户,但我们还是决定先不提供这个功能。刚好,最近看到了一篇 Paper 《Millions of Tiny Databases》,来自于 Amazon 团队,他们也有类似的考量。

在这篇论文里面,Amazon 团队构建了一个叫做 Physalia 的系统,当网络分区等故障出现的时候,Physalia 能尽量减少这些故障对整个系统的影响。它的设计其实挺简单,一个 Physalia 可以认为是一个 Colony,每个 Colony 里面有多个 Cells,每个 Cell 有多个 Clients。Cell 是 Physalia 降低故障半径的主要工具。

这里可以类比 TiDB,我们可以认为 Physalia 是一个 K8s 集群,每一个 Cell 是一个 TiDB 集群,而 Client 则是不同租户。Cell 里面 Clients 越多,那么当这个 Cell 出问题的时候影响的 Clients 就越多,反之则越少。原理其实很简单,下面是 Physalia 实际部署之后的效果,绿线右边就是部署之后,整个系统的错误率:

可以看到,使用 Physalia 之后,错误率减少了很多。这篇 Paper 其实比较清晰易懂,大家可以自己去看看。

上面只是提到了我们对于一些多租户的想法,但如果有用户真的想要 TiDB 提供多租户的功能,开几个脑洞先:

  1. 在 TiDB 这层提供简单的租户 Quota 控制,这个其实在之前的 TiDB hackathon 就有团队做了这个功能,因为 TiDB 每个请求都能知道查了多少 key 这些指标,所以我们可以在 TiDB 做一个简单的 Quota 控制,算一个粗糙版本多租户吧。
  2. 更加方便的多 TiDB 集群管理机制,我们可以在 K8s 上面支持,这个也是现在在云上 TiDB DBaaS 在做的事情。只要有 K8s,on-premise 支持也很容易。其实很多用户不想多套 TiDB 集群,一方面是担心多套 TiDB 的成本,另外就是担心运维复杂,但这些都是后面我们重点解决的问题,所以我相信这个仍然会是我们的演进方向。
  3. 用户可能为了方便,会开始将所有租户的数据放到一个 TiDB 集群,如果发现某个租户需要做更多的隔离了,通过 TiDB 工具快速的将数据迁移到另外一个 TiDB 集群进行管理。不过实话,我觉得如果能方便的运维多 TiDB 集群了,其实也没啥必要做这个了。

上面只是一些脑洞,我也非常欢迎社区的同学能给我们提 Proposal,共同来讨论多租户问题。

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