TiDB Operator--K8S集群基础环境配置

作者：lqbyz

在通过TiDB Operator进行TiDB集群管理时，需要对K8S集群做软硬件环境的相关配置，保证TiDB集群在容器环境下发挥更好的性能，减少一些不必要的错误，保障服务的稳定性。

软件版本要求

软件名称	版本
Docker	Docker CE 18.09.6
Kubernetes	v1.12.5+
CentOS	CentOS 7.6，内核要求为 3.10.0-957 或之后版本
Helm	v3.0.0+

防火墙配置

建议关闭防火墙

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

若无法关闭 firewalld 服务，需打开以下端口：

在Master节点上

firewall-cmd --permanent --add-port=6443/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=2379-2380/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=10250/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=10251/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=10252/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=10255/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=8472/udp
firewall-cmd --add-masquerade --permanent

# 当需要在 Master 节点上暴露 NodePort 时候设置
firewall-cmd --permanent --add-port=30000-32767/tcp

systemctl restart firewalld

在计算节点上

firewall-cmd --permanent --add-port=10250/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=10255/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=8472/udp
firewall-cmd --permanent --add-port=30000-32767/tcp
firewall-cmd --add-masquerade --permanent

systemctl restart firewalld

配置 Iptables

FORWARD 链默认配置成 ACCEPT，并将其设置到开机启动脚本里：

iptables -P FORWARD ACCEPT

禁用 SELinux

setenforce 0
sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config

关闭 Swap

swapoff -a
sed -i 's/^\(.*swap.*\)$/#\1/' /etc/fstab

内核参数设置

modprobe br_netfilter

cat <<EOF >  /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-arptables = 1
net.core.somaxconn = 32768
vm.swappiness = 0
net.ipv4.tcp_syncookies = 0
net.ipv4.ip_forward = 1
fs.file-max = 1000000
fs.inotify.max_user_watches = 1048576
fs.inotify.max_user_instances = 1024
net.ipv4.conf.all.rp_filter = 1
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh1 = 80000
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh2 = 90000
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh3 = 100000
EOF

sysctl --system

配置 Irqbalance 服务

Irqbalance 服务可以将各个设备对应的中断号分别绑定到不同的 CPU 上，以防止所有中断请求都落在同一个 CPU 上而引发性能瓶颈。

systemctl enable irqbalance
systemctl start irqbalance

CPUfreq 调节器模式设置

为了让 CPU 发挥最大性能，请将 CPUfreq 调节器模式设置为 performance 模式。详细参考在部署目标机器上配置 CPUfreq 调节器模式。

cpupower frequency-set --governor performance

Ulimit 设置

cat <<EOF >>  /etc/security/limits.conf
root        soft        nofile        1048576
root        hard        nofile        1048576
root        soft        stack         10240
EOF

sysctl --system

Docker 服务

Docker 的数据目录设置，--data-root通过来设置

cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  },
  "storage-driver": "overlay2",
  "storage-opts": [
    "overlay2.override_kernel_check=true"
  ],
  "data-root": "/data1/docker"
}
EOF

设置 Docker daemon 的 ulimit。

• 创建 docker service 的 systemd drop-in 目录 /etc/systemd/system/docker.service.d：

mkdir -p /etc/systemd/system/docker.service.d

• 创建 /etc/systemd/system/docker.service.d/limit-nofile.conf 文件，并配置 LimitNOFILE 参数的值，取值范围为大于等于 1048576 的数字即可

cat > /etc/systemd/system/docker.service.d/limit-nofile.conf <<EOF
[Service]
LimitNOFILE=1048576
EOF

• 重新加载配置

systemctl daemon-reload && systemctl restart docker

Kubernetes 服务

修改kubelet的数据目录

echo "KUBELET_EXTRA_ARGS=--root-dir=/data1/kubelet" > /etc/sysconfig/kubelet
systemctl restart kubelet

通过 kubelet 设置预留资源。

保证机器上的系统进程以及 Kubernetes 的核心进程在工作负载很高的情况下仍然有足够的资源来运行，从而保证整个系统的稳定。

--system-reserved=cpu=200m,memory=1Gi,ephemeral-storage=5Gi \
--eviction-hard=memory.available<2Gi,nodefs.available<1Gi,imagefs.available<1Gi \
--eviction-minimum-reclaim=memory.available=1Gi,nodefs.available=500Mi,imagefs.available=1Gi \
--node-status-update-frequency=10s --eviction-pressure-transition-period=30s"

TiDB 集群资源需求

请根据服务器建议配置来规划机器的配置。

TiDB存储类型推荐

TiKV存储推荐

TiKV 自身借助 Raft 实现了数据复制，出现节点故障后，PD 会自动进行数据调度补齐缺失的数据副本，同时 TiKV 要求存储有较低的读写延迟，所以生产环境强烈推荐使用本地 SSD 存储。

PD存储推荐

PD 同样借助 Raft 实现了数据复制，但作为存储集群元信息的数据库，并不是 IO 密集型应用，所以一般本地普通 SAS 盘或网络 SSD 存储（例如 AWS 上 gp2 类型的 EBS 存储卷，GCP 上的持久化 SSD 盘）就可以满足要求。

监控和其他组件

监控组件以及 TiDB Binlog、备份等工具，由于自身没有做多副本冗余，所以为保证可用性，推荐用网络存储。其中 TiDB Binlog 的 pump 和 drainer 组件属于 IO 密集型应用，需要较低的读写延迟，所以推荐用高性能的网络存储（例如 AWS 上的 io1 类型的 EBS 存储卷，GCP 上的持久化 SSD 盘）。

在利用 TiDB Operator 部署 TiDB 集群或者备份工具的时候，需要持久化存储的组件都可以通过 values.yaml 配置文件中对应的 storageClassName 设置存储类型。不设置时默认都使用 local-storage。