PolarDB开源数据库进阶课3 共享存储在线扩容-阿里云开发者社区

PolarDB开源数据库进阶课3 共享存储在线扩容

2025-02-21 53

版权

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本文涉及的产品

云原生数据库 PolarDB PostgreSQL 版，标准版 2核4GB 50GB

云原生数据库 PolarDB MySQL 版，通用型 2核8GB 50GB

简介： 本文继续探讨穷鬼玩PolarDB RAC一写多读集群系列，介绍如何在线扩容共享存储。实验环境依赖《在Docker容器中用loop设备模拟共享存储》搭建。主要步骤包括：1) 扩容虚拟磁盘；2) 刷新loop设备容量；3) 使用PFS工具进行文件系统扩容；4) 更新数据库实例以识别新空间。通过这些步骤，成功将共享存储从20GB扩容至30GB，并确保所有节点都能使用新的存储空间。

背景

继续穷鬼玩PolarDB RAC一写多读集群系列, 上2篇分别介绍了《在Docker容器中用loop设备模拟共享存储》 , 《如何搭建PolarDB容灾(standby)节点》 .

本篇文章介绍一下如何在线扩容共享存储? 实验环境依赖《在Docker容器中用loop设备模拟共享存储》 , 如果没有环境, 请自行参考以上文章搭建环境.

还需要参考如下文档:

https://apsaradb.github.io/PolarDB-for-PostgreSQL/zh/operation/grow-storage.html#%E6%96%87%E4%BB%B6%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E5%B1%82%E6%89%A9%E5%AE%B9

DEMO

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现在虚拟磁盘20GB

-rw-r--r--   1 digoal  staff    20G Dec 18 11:19 VirtualDisk.img

1、宿主机, 扩容虚拟磁盘/data_volumn/VirtualDisk.img , 例如扩容10GB.

cd ~/data_volumn     
dd if=/dev/zero bs=1m count=10240 oflag=direct >> ~/data_volumn/VirtualDisk.img

扩容后变成了30GB

$ ll  ~/data_volumn/VirtualDisk.img  
-rw-r--r--  1 digoal  staff    30G Dec 18 11:30 /Users/digoal/data_volumn/VirtualDisk.img

2、在pb1容器中可以看到虚拟磁盘已经变成了30GB

$ ll -h /data/VirtualDisk.img  
-rw-r--r-- 1 postgres postgres 30G Dec 18 11:30 /data/VirtualDisk.img

3、容器pb1, 扩容loop设备

当前loop1对应的该虚拟磁盘, 显示还是20G

$ losetup -l /dev/loop1  
NAME       SIZELIMIT OFFSET AUTOCLEAR RO BACK-FILE             DIO LOG-SEC  
/dev/loop1         0      0         0  0 /data/VirtualDisk.img   1     512  
  
$ lsblk |grep loop1  
loop1    7:1    0    20G  0 loop

刷新loop1设备容量:

$ sudo losetup -c /dev/loop1

可以看到, loop设备变成30G了

postgres@dad7520e4620:~/primary$ lsblk |grep loop1  
loop1    7:1    0    30G  0 loop

pb2 , pb3 容器都变成了30G, 这个还和macOS docker容器技术有关, 如果你的环境没有变化, 可能需要在PolarDB其他容器内也做相应的刷新操作.

postgres@60d4e0a501f7:~/replica1$ lsblk|grep loop1  
loop1    7:1    0    30G  0 loop

4、文件系统扩容. 使用 PFS 文件系统提供的工具，对块设备上扩大后的物理空间进行格式化，以完成文件系统层面的扩容。

在能够访问共享存储的任意一台主机上运行 PFS 的 growfs 命令

$ sudo pfs -C disk growfs -h  
pfs growfs [-o|--oldcknum=n1] [-n|--newcknum=n2] [-f|--force] pbdname  
  -h, --help:             show this help message  
  -o, --oldcknum:         old chunk number(10GB/chunk)  
  -n, --newcknum:         new chunk number  
  -f, --force:            growfs forcedly (default is disabled)

其中：

-o 表示共享存储扩容前的空间（以 10GB 为单位）  
-n 表示共享存储扩容后的空间（以 10GB 为单位）

如果你不知道存储目前有多大, 可以使用dumpfs的结果进行计算:

$ sudo pfs -C disk dumpfs nvme1n1  
pfs tool cmd record:dumpfs nvme1n1   
[PFS_LOG] Dec 18 13:38:14.693399 INF [31813] pfs build version:libpfs_version_("pfsd-build-desc-_-Wed Sep  4 17:22:25 CST 2024")  
[PFS_LOG] Dec 18 13:38:14.693504 INF [31813] pid: 31812, caller: sudo pfs -C disk dumpfs nvme1n1    
[PFS_LOG] Dec 18 13:38:14.693524 INF [31813] pid: 31811, caller: sudo pfs -C disk dumpfs nvme1n1    
[PFS_LOG] Dec 18 13:38:14.693554 INF [31813] pid: 14, caller: bash    
[PFS_LOG] Dec 18 13:38:14.693579 INF [31813] open device cluster disk, devname nvme1n1, flags 0x1  
[PFS_LOG] Dec 18 13:38:14.693588 INF [31813] disk dev path: /dev/nvme1n1  
[PFS_LOG] Dec 18 13:38:14.693603 INF [31813] open local disk: open(/dev/nvme1n1, 0x10000)  
chunk 0:   
    ck_magic   0x504653434a  
    ck_chunksize 10737418240  
    ck_blksize 4194304  
    ck_sectsize 4096  
    ck_number  0  
    ck_nchunk  2  
    ck_checksum 2397668946  
    ck_physet[MT_BLKTAG].ms_nsect 80  
    ck_physet[MT_DIRENTRY].ms_nsect 64  
    ck_physet[MT_INODE].ms_nsect 64  
    ck_physet[MT_BLKTAG].ms_sectbda 0x1000  
    ck_physet[MT_DIRENTRY].ms_sectbda 0x51000  
    ck_physet[MT_INODE].ms_sectbda 0x91000  
chunk 1:   
    ck_magic   0x5046534348  
    ck_chunksize 10737418240  
    ck_blksize 4194304  
    ck_sectsize 4096  
    ck_number  1  
    ck_nchunk  2  
    ck_checksum 86206895  
    ck_physet[MT_BLKTAG].ms_nsect 80  
    ck_physet[MT_DIRENTRY].ms_nsect 64  
    ck_physet[MT_INODE].ms_nsect 64  
    ck_physet[MT_BLKTAG].ms_sectbda 0x280001000  
    ck_physet[MT_DIRENTRY].ms_sectbda 0x280051000  
    ck_physet[MT_INODE].ms_sectbda 0x280091000  
type  free  used  total  
blktag  4861  259 5120  
dentry  4093  3 4096  
inode 4093  3 4096

所有chunk ck_chunksize相加, 或者 ck_blksize 4194304 * blktag total 5120 =

postgres=# select pg_size_pretty(4194304*5120::int8);  
 pg_size_pretty   
----------------  
 20 GB  
(1 row)

本例将共享存储从 20GB 扩容至 30GB：

sudo pfs -C disk growfs -o 2 -n 3 nvme1n1  
  
日志如下:  
  
pfs tool cmd record:growfs -o 2 -n 3 nvme1n1   
[PFS_LOG] Dec 18 13:48:34.705607 INF [31841] pfs build version:libpfs_version_("pfsd-build-desc-_-Wed Sep  4 17:22:25 CST 2024")  
[PFS_LOG] Dec 18 13:48:34.705750 INF [31841] pid: 31840, caller: sudo pfs -C disk growfs -o 2 -n 3 nvme1n1    
[PFS_LOG] Dec 18 13:48:34.705783 INF [31841] pid: 31839, caller: sudo pfs -C disk growfs -o 2 -n 3 nvme1n1    
[PFS_LOG] Dec 18 13:48:34.705799 INF [31841] pid: 14, caller: bash    
Init chunk 2  
    metaset        2/1: sectbda      0x500001000, npage       80, objsize  128, nobj 2560, oid range [    2000,     2a00)  
    metaset        2/2: sectbda      0x500051000, npage       64, objsize  128, nobj 2048, oid range [    1000,     1800)  
    metaset        2/3: sectbda      0x500091000, npage       64, objsize  128, nobj 2048, oid range [    1000,     1800)  
  
pfs growfs succeeds!

查看pfs nvme1n1元数据, 可以看到pfs已扩容成功

$ sudo pfs -C disk dumpfs nvme1n1  
pfs tool cmd record:dumpfs nvme1n1   
[PFS_LOG] Dec 18 13:55:57.320348 INF [31867] pfs build version:libpfs_version_("pfsd-build-desc-_-Wed Sep  4 17:22:25 CST 2024")  
[PFS_LOG] Dec 18 13:55:57.320437 INF [31867] pid: 31866, caller: sudo pfs -C disk dumpfs nvme1n1    
[PFS_LOG] Dec 18 13:55:57.320459 INF [31867] pid: 31865, caller: sudo pfs -C disk dumpfs nvme1n1    
[PFS_LOG] Dec 18 13:55:57.320472 INF [31867] pid: 14, caller: bash    
[PFS_LOG] Dec 18 13:55:57.320503 INF [31867] open device cluster disk, devname nvme1n1, flags 0x1  
[PFS_LOG] Dec 18 13:55:57.320516 INF [31867] disk dev path: /dev/nvme1n1  
[PFS_LOG] Dec 18 13:55:57.320520 INF [31867] open local disk: open(/dev/nvme1n1, 0x10000)  
chunk 0:   
    ck_magic   0x504653434a  
    ck_chunksize 10737418240  
    ck_blksize 4194304  
    ck_sectsize 4096  
    ck_number  0  
    ck_nchunk  3  
    ck_checksum 2262034622  
    ck_physet[MT_BLKTAG].ms_nsect 80  
    ck_physet[MT_DIRENTRY].ms_nsect 64  
    ck_physet[MT_INODE].ms_nsect 64  
    ck_physet[MT_BLKTAG].ms_sectbda 0x1000  
    ck_physet[MT_DIRENTRY].ms_sectbda 0x51000  
    ck_physet[MT_INODE].ms_sectbda 0x91000  
chunk 1:   
    ck_magic   0x5046534348  
    ck_chunksize 10737418240  
    ck_blksize 4194304  
    ck_sectsize 4096  
    ck_number  1  
    ck_nchunk  3  
    ck_checksum 219744067  
    ck_physet[MT_BLKTAG].ms_nsect 80  
    ck_physet[MT_DIRENTRY].ms_nsect 64  
    ck_physet[MT_INODE].ms_nsect 64  
    ck_physet[MT_BLKTAG].ms_sectbda 0x280001000  
    ck_physet[MT_DIRENTRY].ms_sectbda 0x280051000  
    ck_physet[MT_INODE].ms_sectbda 0x280091000  
chunk 2:   
    ck_magic   0x5046534348  
    ck_chunksize 10737418240  
    ck_blksize 4194304  
    ck_sectsize 4096  
    ck_number  2  
    ck_nchunk  3  
    ck_checksum 3123774169  
    ck_physet[MT_BLKTAG].ms_nsect 80  
    ck_physet[MT_DIRENTRY].ms_nsect 64  
    ck_physet[MT_INODE].ms_nsect 64  
    ck_physet[MT_BLKTAG].ms_sectbda 0x500001000  
    ck_physet[MT_DIRENTRY].ms_sectbda 0x500051000  
    ck_physet[MT_INODE].ms_sectbda 0x500091000  
type  free  used  total  
blktag  7420  260 7680  
dentry  6141  3 6144  
inode 6141  3 6144

5、数据库实例层扩容, 所有PolarDB 计算节点共享存储的pfsd守护进程都需要刷新一下, 才能知道新空间已经可以被使用了.

在pb1 primary 节点创建polar_vfs插件:

CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS polar_vfs;

在所有replica节点执行以下函数, 函数的参数名为块设备名, 最后在pb1 primary节点执行, 注意先后顺序.

SELECT polar_vfs_disk_expansion('nvme1n1');  
  
返回如下：  
 polar_vfs_disk_expansion   
--------------------------  
 t  
(1 row)

执行完毕后，数据库实例层面的扩容也就完成了。此时，新的存储空间已经能够被数据库使用了。

参考

《穷鬼玩PolarDB RAC一写多读集群系列 | 在Docker容器中用loop设备模拟共享存储》

《穷鬼玩PolarDB RAC一写多读集群系列 | 如何搭建PolarDB容灾(standby)节点》

https://apsaradb.github.io/PolarDB-for-PostgreSQL/zh/operation/grow-storage.html#%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%BA%93%E5%AE%9E%E4%BE%8B%E5%B1%82%E6%89%A9%E5%AE%B9

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