Databend 部署与运维概要：本地部署 Meta 服务并利用 Kubernetes 管理 Query 服务

本指南旨在介绍如何部署和运维 Databend ，并且采用结合本地部署 Meta 服务和使用 K8s 管理 Query 服务的形式，以平衡元数据管理持久化和计算资源弹性调度的需求。

由于 Databend 的部署逻辑在单机模式和集群模式下的一致性，部署模式可以从单机轻松拓展到多节点集群，所以本指南中只基于最简单的情况进行介绍，即：一个本地部署的单节点 Meta ，和一个由单机 K8s 集群管理的 Query 副本。

资源准备

在本指南中，我们需要创建两台机器：

• 一台分配给 Meta 服务，以单机部署的形式运行；
• 另一台分配给 Query 服务，需要先创建 K8s 集群，然后使用 Helm Charts 进行部署。

Meta 服务部署

Meta 服务用于元数据管理，应当优先创建 Meta 节点。

下载并运行 Meta 服务

在本地部署 Meta 服务的机器上，我们需要进行以下步骤：

1. 创建对应的目录，并更改所有者为当前用户：

sudo mkdir /var/log/databend
sudo mkdir /var/lib/databend
sudo chown -R $USER /var/log/databend
sudo chown -R $USER /var/lib/databend

2. 下载 Meta 的二进制发布，这里使用 databend-v1.2.159-nightly 作为示例

curl -LJO https://github.com/datafuselabs/databend/releases/download/v1.2.159-nightly/v1.2.159-nightly-x86_64-unknown-linux-musl.tar.gz
tar xzvf databend-v1.2.159-nightly-x86_64-unknown-linux-musl.tar.gz

3. 编辑 Meta 服务的配置文件，位于 configs/databend-meta.toml ，参考配置如下：

# Usage:
# databend-meta -c databend-meta.toml

admin_api_address       = "0.0.0.0:28101"
grpc_api_address        = "0.0.0.0:9191"
# databend-query fetch this address to update its databend-meta endpoints list,
# in case databend-meta cluster changes.
grpc_api_advertise_host = "<your-meta-ip>"

[raft_config]
id            = 1
raft_dir      = "/var/lib/databend/raft"
raft_api_port = 28103

# Assign raft_{listen|advertise}_host.
# This allows you to catch a bug in unit tests when something goes wrong in raft meta nodes communication.
raft_listen_host = "<your-meta-ip>"
raft_advertise_host = "<your-meta-ip>"

# Start up mode: single node cluster
single        = true

4. 使用配置文件运行 Meta 服务

cd bin
./databend-meta -c ../configs/databend-meta.toml > meta.log 2>&1 

检查 Meta 服务可用性

1. 确保 Meta 服务已经启动

curl -I  http://127.0.0.1:28101/v1/health

2. 确保外部服务可以访问 Meta 服务

curl -I http://<your-meta-ip>:28101/v1/health

Query 服务部署

Query 服务的部署采用 K8s，以确保其弹性扩展能力。

部署 Kubernetes 环境

在部署 Query 服务的机器上，我们需要建立一个 Kubernetes 环境。为了方便示范，这里我们使用 kubekey 来快速创建一个 K8s 环境，实际生产部署请遵循内部 K8s 部署和管理规范。

curl -sfL https://get-kk.kubesphere.io | VERSION=v3.0.13 sh -
chmod +x kk
apt install conntrack socat
./kk create cluster
kubectl get pod -A

使用 Helm 部署 Query 服务

1. 在部署 Databend 时，我们使用 Helm 来管理 Query 服务。首先，我们需要添加 Databend 的 Helm Charts 。

helm repo add databend https://charts.databend.rs

2. 其次我们需要创建一个values.yaml文件，用于配置 Query 服务需要的各项参数，相关配置可以参考 文档 | Deploying a Cluster on Kubernetes ，里面的 meta address 和 storage 根据实际情况配置，这里 query 版本目前默认为 v1.2.149-nightly 。下面是一份参考配置：

replicaCount: 1
config:
  query:
    clusterId: example_cluster
    # add builtin user
    users:
      - name: databend
        # available type: sha256_password, double_sha1_password, no_password, jwt
        authType: double_sha1_password
        # echo -n "databend" | sha1sum | cut -d' ' -f1 | xxd -r -p | sha1sum
        authString: 3081f32caef285c232d066033c89a78d88a6d8a5
  meta:
    # Set endpoints to use remote meta service
    # depends on previous deployed meta service、namespace and nodes
    endpoints:
      - "<your-meta-endpoints>:9191"
  storage:
    # s3, oss
    type: oss
    oss:
      endpoint_url: "<endpoint_url>"
      bucket: "<bucket>"
      access_key_id: "<key>"
      access_key_secret: "<secret>"
# [recommended] enable access from outside cluster
service:
  type: LoadBalancer

3. 部署 Query 服务

helm install <your-tenant-name> databend/databend-query \
    --namespace databend-query --create-namespace \
    --values values.yaml

4. 检查服务运行状态

root@queryhelm:~# kubectl -n databend-query get svc
NAME                     TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)                                                                                                    AGE
<your-tenant-name>-databend-query   LoadBalancer   10.233.46.231   <pending>     8080:32579/TCP,8124:30226/TCP,9090:31320/TCP,8900:31846/TCP,8000:30821/TCP,7070:30465/TCP,3307:30968/TCP   31m
root@queryhelm:~# kubectl -n databend-query get pods
NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
<your-tenant-name>-databend-query-0   1/1     Running   0          7m11s

检查 Query 服务可用性

1. 安装客户端。建议客户使用 BendSQL 进行查询。但考虑到通过系统包管理器安装的便利性，也可以使用 MySQL Client 等客户端。

apt install mysql-client

2. 利用 Kubectl 转发以确保本地可访问

nohup kubectl port-forward -n databend-query svc/<your-tenant-name>-databend-query 3307:3307 &

3. 连接 Query 节点并进行查询

mysql -h127.0.0.1 -udatabend -P3307 -pdatabend
mysql> select * from system.clusters;
+------------------------+--------------+------+---------------------------------------------------------------------------------+
| name                   | host         | port | version                                                                         |
+------------------------+--------------+------+---------------------------------------------------------------------------------+
| ohzKStkZenhhO3FpoAAcZ5 | 10.233.107.5 | 9090 | v1.2.149-nightly-6397a6af00(rust-1.72.0-nightly-2023-10-09T16:12:52.382486326Z) |
+------------------------+--------------+------+---------------------------------------------------------------------------------+
mysql> SELECT avg(number) FROM numbers(100000000);
+-------------+
| avg(number) |
+-------------+
|  49999999.5 |
+-------------+
1 row in set (0.07 sec)
Read 100000000 rows, 762.94 MiB in 0.066 sec., 1.52 billion rows/sec., 11.30 GiB/sec.

注意：Query 服务的外部可访问性建议根据实际部署运维规范进行管理，这里不涉及相关操作。对于在云平台使用 LoadBalancer 的用户，可能会分配对应的公网 IP ，有潜在的安全问题，可以参考 文档 | Step 2. Deploy a Databend Query Cluster 进行处理。

缩放与升级

在升级前特别需要检查 Meta 和 Query 之间的兼容性。

Query 服务的缩放与升级

在部署过程中，如果计划使用其他版本的镜像/其他规模的副本数量，可以直接在 values.yaml 中进行修改：

- replicaCount: 1
+ replicaCount: 3
+ image:
+   repository: datafuselabs/databend-query
+   pullPolicy: IfNotPresent
+   # Overrides the image tag whose default is the chart appVersion.
+   tag: "v1.2.216-nightly"

Query 总体上是无状态的，可以简单使用一行命令升级：

helm upgrade --install <your-tenant-name> databend/databend-query \
    --namespace databend-query --create-namespace \
    --values values.yaml

Meta 服务的缩放与升级

Meta 的节点添加与删除可以参考 文档 | Manage a Databend Meta Service Cluster 进行。如果想要直接部署 Meta 集群，也可以参阅 文档 | Deploying a Databend Cluster 。

Meta 的升级涉及数据迁移，建议联系 Databend 团队进行。

负载均衡

可以根据实际情况使用不同的 hash key 结合 "subset" hashing 等方式组合进行负载均衡。

Databend JDBC 在每次发起请求都会携带一个名为 X-DATABEND-QUERY-ID 的 HTTP Header，如果想要实现同一客户端，多个请求分散打到不同后端实例的效果，可以基于该 HTTP Header 来做 Nginx 的 Hash Key，以达到负载均衡的效果。

使用 Query ID 相关 Header 而不是其他方式的原因：

现在用户使用 SDK 去请求多副本的 Databend Query 由于 Query 会产生回查并且 Query ID 没有持久化，单纯对后端端点做负载均衡可能会出现 query id not found 的错误。

ingress:
  enabled: true
  className: "nginx"
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/upstream-hash-by: "$http_x_databend_query_id"

参考资料

• 在本地部署 Databend ：https://docs.databend.com/guides/deploy/cluster/metasrv-deploy
• 在 K8s 上部署 Databend ：https://docs.databend.com/guides/deploy/cluster/deploying-databend-on-kubernetes
• 升级指南：https://docs.databend.com/guides/deploy/upgrade/
• Meta 和 Query 之间的兼容性：https://docs.databend.com/guides/deploy/upgrade/compatibility
• 添加与删除 Meta 节点：https://docs.databend.com/guides/deploy/cluster/metasrv-add-remove-node
• 备份和还原 Meta 服务：https://docs.databend.com/guides/deploy/upgrade/backup-and-restore-schema
• Query 相关集群规模放缩：https://docs.databend.com/guides/deploy/cluster/deploying-databend-on-kubernetes#maintain-databend-query-cluster
• Custom NGINX upstream hashing - Annotations - Ingress-Nginx Controller：https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/user-guide/nginx-configuration/annotations/#custom-nginx-upstream-hashing

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