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• 模块化
  • 将 IoTDB 的各个组件模块化，分布式或单机实例均通过这些模块组合而成
• 扩展性
  • 支持快速（秒级）增加节点，无需迁移数据
  • 支持新增节点后实时分担写入负载
  • 支持数据读写以及磁盘空间使用的负载均衡
• 高可用
  • 客户端可自动切换
  • 单节点失效不影响集群服务
• 可观测
  • 集群内置监控服务

集群角色

PartitionNode：管理数据分区表、元数据分区表、节点状态信息

名词介绍汇总

集群角色

ConfigNode（CNode）：管理数据分区表、元数据分区表、节点状态信息

DataNode（DNode）DataNode：管理数据和元数据

每个 Node 是一个进程，可将多个进程部署到一台机器上，支持更强的灵活性，可适配云环境部署。

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IoTDB 主要包括以下模块，分布式和单机均可由以下模块组合而成。

• 执行计划生成器（Planner）
  • SQL 解析器、查询优化器解析器、查询计划生成、查询优化
• 查询引擎（QueryExecutor）
  • 原始数据查询、聚合查询等
• 存储引擎（VSG）
  • TsFile 数据文件、数据合并、数据同步
• 元数据管理引擎（MManager）
  • 管理一部分元数据，包括设备、时间序列的增、删、查
• 客户端请求处理模块（ClientRequestHandler）
  • 管理读写请求的序列化反序列化，管理线程的并发模型。管理权限。
• 集群请求处理模块（ClusterRequestHandler）
  • 处理 DataNode 发来的读写和管理请求。
• 分区表管理引擎（ConfigerManager）分区表管理引擎（PTManager）
  • 节点状态信息、数据分区表、元数据分区表、扩缩容、负载均衡
• 协调者（Coordinator）
  • 接收执行计划，并判断此计划是本地执行还是远端执行。对于写入计划，交给共识模块进行多副本写入。对于查询计划，负责执行计划的拆分、分发读写请求、合并结果集。
• 共识模块（Consensus）
  • 数据复制，根据一致性级别调度读写请求到对应副本

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• 执行计划生成器
• 查询引擎
• 存储引擎
• 元数据管理引擎
• 客户端请求处理模块

分布式模块

• ConfigNodePartitionNode
  
  • 分区表管理引擎
  • 共识模块
  • 集群请求处理模块
• DataNode
  • 执行计划生成器
  • 查询引擎
  • 存储引擎
  • 元数据管理引擎
  • 客户端请求处理模块
  • 协调者
  • 共识模块

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每个存储组对应 集群总核数/副本数个 VSG 共识组，并且对应 M 个 MManager 共识组

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ConfigNode

功能：分区表管理者维护节点状态信息、数据分区表、元数据分区表，同时负责集群扩缩容和负载均衡。

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维护当前用到的分区表缓存，包括数据分区表和元数据分区表，以避免写入频繁访问 PartitionNode。ConfigNode。

【需详细设计缓存一致性维护】

元数据持久化存储

每个 VSG 内部持久化存储其写入数据对应的元数据。

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• 数据写入时可在本地进行数据类型检查，避免每次写入访问 PartitionNode ConfigNode 和 MManager
• 查询时进行本地序列的存在性检查
  • 场景：查询 d1.s1 时，分区表节点会告知协调者此设备所在的设备组所在的所有节点，其中某些节点可能不存在此序列，通过本地元数据可快速识别，避免访问每个数据文件

客户端

网络通信

节点增删

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ConfigNode 增删流程

DataNode 增删流程

读写流程

数据管理：DML

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