TiDBが⽣まれた背景 そして、TiDB Serverlessへ

⾃⼰紹介 KOITABASHI Yoshitaka PingCAP株式会社 シニアソリューションアーキテクト 💙 Database / Serverless / Container

Our Mission エンジニアと企業がスピード、敏捷性、スケールをもって イノベーションを起こせるようにすること MySQLと互換性のある OSSの分散型SQLデータベース グローバル 以上で採⽤ 3,000社 ピンキャップ タイデービー 3,7000+ ★Stars

アジェンダ ● NewSQL ● TiDB Architecture ● なぜTiDBが⽣まれたのか ● TiDB Serverless ● TiDB Serverlessデモ

NewSQL

RDBMS / NewSQL ※すべての製品が以下の通りではないですが、大別したイメージとして 
 RDBMS NewSQL ‧マスターとレプリカの明確な区別 ※エンドポイント管理 ‧マスターの性能に律速される ※特にWriteはボトルネック ‧機動的な性能の増減が困難 ‧アプリ側視点での構成がシンプル ※マルチマスター ‧ノード追加による性能向上 ※Read/Write共にスケール ‧リーダースイッチで障害時も⾃動フェイルオーバー  ※バージョンアップ時もダウンタイムなし App Computing Nodes App Read / Write ‧‧‧ Read Only Master Read replica リーダー：読み書き担当 フォロワー：バックアップ担当 （リーダーに） Read / Write チャンクの役割分担 Read / Write

TiDB Architecture

分散型SQLデータベース： スループット/可⽤性向上を⽬指す TiDBのアーキテクチャー TiKV TiFlash TiDB TiDB TiFlash TiKV TiKV PD TSO / Data Location Metadata column型
 　row型
 PD PD クエリ増加 ->ノード追加 容量拡張 ->ノード追加 ● SQL解析を⾏う *MySQLプロトコルをKVに変換 ● ParserやOptimizerを担う ● HTAPではTiKV(row型)かTiFlash(column型)判断 コンピューティング  TiKV ● OLTP⽤途の分散Key-Value Store※Rocks DB利⽤ ● パーティショニングによるデータ分散管理 ● Raftや2PCにより整合性担保  TiFlash *optional ● HTAP利⽤時の追加コンポーネント ● OLAP⽤途のカラム型ストア ストレージ     ● データ配置場所の管理（Region管理） ● 分散トランザクションで利⽤するTSOを発⾏ 司令塔 PD TiDB TiFlash TiKV

⾃動シャーディング‧負荷分散 Region毎の冗⻑化により耐障害性、負荷分散を実現 Region 3* Follower
 バックアップ 
 Region 1* Leader 
 読み書き可能 
 Region 2* Follower
 バックアップ 
 Region 3* Follower
 バックアップ 
 Region 1* Follower
 バックアップ 
 Region 2* Leader 
 読み書き可能 
 Region 3* Leader 
 読み書き可能 
 Region 1* Follower
 バックアップ 
 Region 2* Follower
 バックアップ 
 例：ユーザーテーブル データサイズは、デフォルト96MB ※⼩さいサイズにする事で柔軟性を確保 96MB 96MB 96MB TiKV TiKV TiKV TiDB TiDB 分散配置されたLeaderが、読み書きを処理

TiKV TiKVのアーキテクチャー Key-Value型データベース ● CNCF Graduated Project ● 書き込み性能の⾼いLSMツリー(追記型) ● データ永続化：SSTファイルを圧縮して管理 (1,Tom) 
 (2,Jack) 
 (2,Jack) 
 ①
 ②
 Sorted String Table
 (1,Tom) 
 (2,Jack) 
 (1,Tom) 
 ③
 (1,Tom) 
 (2,Jack) 
 (1,Tom) 
 (2,Jack) 
 ④
 Background処理 Raft Engine Raft Engine Raft Engine

なぜTiDBが⽣まれたのか

はじまりはここから ● 全ての始まりは 2015年ごろ ● 3人のFounder(Max, Ed, Dylan)が作り始める ● 元々、Ed, Maxは分散型RedisであるcodisというOSSを開発 ● キャッシュレイヤーのスケーラビリティを解決後、 リレーショナル DBのスケーラビリティへ挑戦！ https://github.com/CodisLabs/codis

ユーザによる初期の使われ⽅ [目指していたもの ] ・MySQLのシャーディングソリューションを 置き換えるスケーラブルな OLTP [実際には・・・ ] ・人々は、ミッションクリティカルな DBを 置き換えることへは慎重 ・TiDBをバックアップやレプリカとして利用 ・MySQLプロトコルをサポートし、 強力なSQLエンジンを持っていたので、 OLAP用途で利用され始める https://www.docswell.com/s/bohnen/K8G4JP-2024-07-09-120442#p6 https://qiita.com/bohnen/items/f28d5cb7acb9efd83712

OLTPからHTAPへ ・OLAPクエリの速度を上げるため、 Sparkをスタック導入 ・スタックに別のソフトウェアを導入が必要となるため、 システム全体の複雑さが問題になる

OLTPからHTAPへ ・OLTPとOLAPを統合するプラットフォームの構築を始める ・MPP（Massive Parallel Processing）フレームワークを導入し、 ストレージエンジンと組み合わた TiFlashが登場 -> HTAP

TiDB Serverless

TiDBの利⽤パターン パターン
 1 Instance TiUP TiDBのセットアップから運⽤まで ※ローカルでも使える パターン
 2 Kubernetes パターン
 3 Cloud TiDB Operator K8sでのセットアップ‧運⽤ TiDB Cloud フルマネージドDBaaS ServerlessとDedicatedがある

Serverless マルチテナント型 Dedicated 専有型 ● マルチAZ / 各コンポーネントスケール(APIあり) ● MySQLからの移⾏ツールもフルで使える ※DataMigration / ChangeFeed ● OSSライクに柔軟なチューニング可能 ● シングルAZ / Autoスケール ※マルチAZ版も予定 ● BranchingやEdge Function⽤のDriver⽤意 ● Vector Search※Public Beta機能搭載       のラインナップ

TiDB Serverless 数十秒で起動し、自動でスケールする 従量課金のサーバレスデータベース サーバの管理不要 拡張が自動 ⾃動拡張 Pay as you go 従量課⾦ 自動フェイルオー バーと自己回復 ゼロ ダウンタイム + HTAP機能も使用 可能 リアルタイム分析 パフォーマンス改善 日本語による SQL生成支援 AI アシスタント MySQL driverや ORMツールからも 利⽤可能 MySQL互換 https://aws.amazon.com/jp/blogs/storage/how-pingcap-transformed-ti db-into-a-serverless-dbaas-using-amazon-s3-and-amazon-ebs/

Shared Gateway Isolated SQL Layer Shared Storage Layer Gateway Gateway Gateway Virtual Cluster - Tenant 1 TiDB MPP Row Engine Row Engine Row Engine Virtual Cluster - Tenant 2 Resource Pool TiDB TiDB MPP Worker Columnar Engine Columnar Engine Columnar Engine TiDB MPP Virtual Cluster - Tenant n TiDB MPP MPP MPP TiDB ・・・ EBS EBS EBS EBS EBS EBS Shared Storage Pool Amazon S3 Shared Service Compacti on Checksu m Analyze Coproces sor Import Export DDL PD TSO Scheduling API Server Architecture

TiDB Vector Search

⽣成AIに絡む包括的なエコシステムとの統合

TiDBを利⽤してRAGアプリケーションを構築 MySQL互換の分散データベースで ベクトル検索が可能 ※ 現時点においては、TiDB Serverlessのみで利⽤可能

POINT 1 NewSQL POINT 2 HTAP POINT 3 MySQL互換 POINT 4 OSS POINT 5 Serverless Write含むスループットと 可⽤性の向上（耐障害性/VerUpもオンライン） ハイブリッドワークロード対応 （OLTP + OLAP） MySQL エコシステムも利⽤ 既存ナレッジを最⼤限活かす フルマネージド / Serverless $0から利⽤可能

TiDB Serverless デモ

1. EC2からの接続 2. TiKVとTiFlashの違いを検証 全体の流れ

THANK YOU. https://pingcap.co.jp/tidb-serverless/ ぜひお試しください！