解读 SSDB、LevelDB 和 RocksDB 到 GaussDB(for Redis) 的迁移

2022-04-15 00:00:00 数据 数据库 迁移 华为 实例

摘要：本期将详细介绍 SSDB、LevelDB 和 RocksDB 到 GaussDB(for Redis)的迁移。

本文分享自华为云社区《华为云PB级数据库GaussDB(for Redis)揭秘第十一期：GaussDB(forRedis)迁移系列（下）》，原文作者：高斯Redis官方博客 。

GaussDB(for Redis)是一款基于计算存储分离架构，兼容Redis生态的云原生NoSQL数据库，基于共享存储池的多副本强一致机制，支持持久化存储。在保障数据库的高兼容、搞性价比、高可靠、无损扩容等特点的同时，GaussDB(forRedis)团队针对不同的数据库产品，为用户提供了多种数据迁移方案，本期将详细介绍SSDB、LevelDB和RocksDB到GaussDB(for Redis)的迁移。

1、SSDB到GaussDB(for Redis)的迁移

SSDB是一款使用C/C++语言开发的高性能NoSQL数据库，和Redis具有相似的API，支持KV，list，map(hash)，zset(sorted set)，qlist(队列)等数据结构，因此得到了广泛的应用。SSDB是一个持久化的KV存储系统，底层使用leveldb作为存储引擎。其业务直接与LevelDB交互，Compaction等操作会对业务读写造成直接的影响。 GaussDB(forRedis)是一款兼容Redis生态的云原生NoSQL数据库，基于共享存储池的多副本强一致机制，以保证数据的安全性和可靠性。GaussDB(forRedis)使用RocksDB作为存储引擎，其性能与leveldb相比有了很大的提升, 并解决了leveldb主动限制写的问题，同时实现了冷热分离，减小了存储层的操作对性能造成的影响。

1.1 迁移原理

ssdb-port作为源端SSDB数据库的主节点的从节点（replica）运行，通过主从复制的方式进行数据迁移。将获取到的数据解析、转换为Redis支持的格式，并发送到配置文件中指定的Redis实例，迁移过程如下图所示。全量同步完成后，SSDB中新增的数据也会同步到Redis实例中。

1.2 前提条件

  • 部署迁移工具ssdb-port。

  • 保证迁移工具ssdb-port、源端SSDB和目标端GaussDB(for Redis)网络互通。

1.3 操作步骤

1. 正确修改ssdb-port的配置文件conf。

2. 使用./ssdb-portssdb_port.conf命令启动进程，进行数据迁移。

3. 跟踪迁移日志，评估迁移进度，迁移完成后，在高斯Redis实例上校验迁移数据的正确性和完备性。

4. 校验完成后将业务切到GaussDB(for Redis)。

1.4 使用须知

  • ssdb-port作为SSDB主节点的从节点，只读取全量和增量数据，无数据受损风险。

  • 由于在源端使用ssdb-port迁移工具，源端SSDB性能会受到一定的影响。

  • 全量迁移和增量迁移可以不停服，数据全部迁入GaussDB(forRedis)后需要短暂停服。

1.5 迁移性能参考

  • 环境：源端SSDB和ssdb-port同时部署在华为云4U16GB的弹性云服务器上，目标端为8U16GB，3节点GaussDB(for Redis)实例。

  • 预置数据：使用memtier_benchmark工具预置100GB数据。

  • 迁移性能：约3000qps。

2、LevelDB到GaussDB(for Redis)的迁移

LevelDB是一个开源的持久化KV单机数据库引擎，具有很高的随机写，顺序读/写性能，适合应用在写多读少的场景。其内部没有设计成C/S网络结构，使用时必须和服务部署在同一台服务器，对于服务的部署、使用有较大的限制。相比于在LevelDB基础上开发的RocksDB, LevelDB存在较多缺点，如无法很好的使用多核服务器的计算性能，无法支撑TB级数据存储，不支持从HDFS读取数据等。

GaussDB(for Redis)采用RocksDB作为存储引擎，兼容Redis协议，具有丰富的数据类型，可以满足LevelDB的使用需求。同时GaussDB(for Redis)对RocksDB进行深度定制，实现秒级分裂弹性扩容，扩缩容无需搬迁数据，快速而平滑，为LevelDB业务转到Redis生态提供了便利。

2.1 迁移原理

使用自研迁移工具leveldb-port，和LevelDB部署在相同机器上，准备好配置文件，启动迁移即可自动完成全量与增量的迁移。全量迁移对LevelDB数据进行快照，然后扫描整个数据库，将数据打包成GaussDB(forRedis)识别的格式，发送到GaussDB(forRedis) ，具有很高的迁移效率。增量迁移解析LevelDB的wal文件，将LevelDB的操作解析出来，然后对其中的key进行分片，多线程进行发送。

2.2 操作步骤

将 leveldb-port 部署在 leveldb 所在服务器上，确保与高斯 Redis 网络打通。

确保目标端GaussDB(for Redis) 实例已清空，从安全性考虑，对外不提供 flushall 命令，迁移之前应保证实例内数据已清除。

修改配置文件。

1. 准备工作：

  • 将 leveldb-port 部署在 leveldb 所在服务器上，确保与高斯 Redis 网络打通。

  • 确保目标端GaussDB(for Redis) 实例已清空，从安全性考虑，对外不提供 flushall 命令，迁移之前应保证实例内数据已清除。

  • 修改配置文件。

1. 执行命令./leveldb-port./leveldb-port.conf。

2. 跟踪日志，判断迁移状态：

  • 全量迁移完成，会打印"Fullmigrate finished"；

  • 增量迁移定时打印尚未完成的 wal 文件数及尚未发送出去的 kv 数。

1. 数据验证：对 LevelDB 进行抽样验证，确保GaussDB (forRedis) 加载数据正确。

2. 服务切换：当增量迁移进入尾声时，将服务切换到GaussDB(for Redis)。

2.3 使用须知

  • 迁移工具需要部署在源端，对性能有一定消耗，可通过修改配置文件进行一定的控制。

  • 迁移过程读取LevelDB的源数据文件，只读操作，理论上不会有数据受损风险。

  • 迁移过程不需要停服。

  • 若迁移过程出现故障，需要清理GaussDB(forRedis)实例，重新启动迁移。

3、RocksDB到GaussDB(for Redis)的迁移

RocksDB是FaceBook基于LevelDB开发的一个持久化KV单机数据库引擎，具有强大的顺序读写及随机写性能。相对于LevelDB，RocksDB做了许多优化，性能有了很大提升， 而且解决了LevelDB主动限制写的问题。作为一个数据库引擎，RocksDB没有设计成C/S网络结构，直接使用需要和服务部署在同一台服务器，对于服务的部署、使用有较大的限制。

GaussDB(for Redis)采用RocksDB作为存储引擎，兼容Redis协议具有丰富的数据类型，可以满足RocksDB的使用需求。同时GaussDB(for Redis)对RocksDB进行深度定制，实现秒级分裂弹性扩容，扩缩容无需搬迁数据，快速而平滑，为RocksDB业务转到Redis生态提供了便利。

3.1 迁移原理

使用自研迁移工具rocksdb-port，和RocksDB部署在相同机器上，准备好配置文件，启动迁移即可自动完成全量与增量的迁移。全量迁移对RocksDB数据进行快照，然后扫描整个数据库，将数据打包成GaussDB(forRedis)识别的格式，发送到GaussDB(forRedis)，具有很高的迁移效率。增量迁移解析RocksDB的wal文件，将RocksDB的操作解析出来，然后对其中的key进行分片，多线程进行发送。

3.2 前提条件

  • 部署迁移工具pika-port

  • 确保源端Pika实例、pika-port和目标端GaussDB(for Redis)实例网络互通。

3.3 操作步骤

1. 准备工作：

  • 将 rocksdb-port 部署在 rocksdb 同服务器上，确保与高斯 Redis 网络打通。

  • 确保目标端GaussDB(for Redis) 实例已清空，从安全性考虑，对外不提供 flushall 命令，迁移之前应保证实例内数据已清除。

  • 修改配置文件。

1. 启动迁移：执行命令./rocksdb-port./rocksdb-port.conf

2. 跟踪日志，判断迁移状态：

  • 全量迁移完成，会打印"Fullmigrate finished"；

  • 增量迁移定时打印尚未解析的 wal 文件数及尚未发送出去的 kv 数。

1. 数据验证：对 RocksDB 进行抽样验证，确保 GaussDB (forRedis) 加载数据正确。

2. 服务切换：当增量迁移进入尾声时，将服务切换到 GaussDB(for Redis) 。

3.4 使用须知

  • 迁移工具需要部署在源端，对性能有一定消耗，可通过修改配置文件进行一定的控制。

  • 迁移过程读取RocksDB的源数据文件，只读操作，理论上不会有数据受损风险。

  • 迁移过程不需要停服。

  • 若迁移过程出现故障，需要清理GaussDB(forRedis)实例，重新启动迁移。

4、结语

高斯 Redis 在社区版 Redis 的基础上，结合华为自研强一致存储DFV Pool，具有强一致、秒扩容、超可用、低成本等优势，保证了计数的准确性、可靠性。

本文作者：华为云高斯Redis团队。

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