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前沿拓展：

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作者 ｜ 溫金雄、彭濤、周玉峰

小 T 導讀：為了解決廣大新能源汽車車主面臨的充電效率問題，協鑫能科打造了以換電為核心業務的移動能源品牌「協鑫電港」，需要對各種數據流進行科學管理、合理運用與智能調度，在數據庫的選擇上尤為重要。本文分享了他們對于數據庫架構的搭建思考以及 TDengine 的應用心得。

企業簡介

協鑫能源科技股份有限公司（證券簡稱：協鑫能科 002015.SZ） 系協鑫（集團）控股有限公司旗下企業，主營業務為清潔能源運營、移動能源運營以及綜合能源服務。公司傾力打造從清潔能源生產、補能服務到儲能的便捷、經濟、綠色的出行生態圈，為電動化出行提供一體化能源解決方案，致力于成為領先的移動數字能源科技運營商。

1、業務痛點

隨著新能源汽車的廣泛普及，補能的效率問題逐漸成為了廣大車主面臨的痛點難題。為了解決此難題，作為一家頭部的新能源公司，協鑫能科創新突破，切入能源服務領域，打造了以換電為核心業務的移動能源解決方案品牌「協鑫電港」。

由于這是一個在全新領域中打造的全新項目，想要獲得成功，需要對各種數據流進行科學管理、合理運用與智能調度，所以針對該場景，我們一開始便把量級最大的物聯網數據處理方案鎖定在了時序數據庫（Time Series Database）上，重點對比了 InfluxDB、OpenTSDB 以及 TDengine。

最終，TDengine 以其獨特而科學的設計和優秀的測試表現成為我們選中的時序數據處理引擎，承擔了用戶車輛數據、電池設備數據以及換電港工作設備等的海量數據存儲分析任務，為我們解決了該項目上難度最大的一個環節。最終，我們決定使用 TDengine 2.4.0.10 版本，并在電信的天翼云上落地了該項目。

2、架構與搭建

從流量削峰以及數據安全的角度出發，我們會先通過使用某 MQTT 消息服務器把這些不同種類的設備數據先統一轉發給到 Kafka。其中不同類型的數據，將會分別上傳到不同的 Kafka topic，最后再通過 Java 連接器把數據寫入 TDengine。具體架構如下圖所示：

在整體架構上，除了 TDengine，也有一些其它數據庫共同支持系統服務，其中 MySQL 負責存儲訂單、流水等需要精細查詢的關系型數據，但由于 MySQL 可以承受的數據量比較有限，為了做一些大表的連接查詢，因此我們也接入了 TiDB，負責分析報表類數據的存儲。

目前接入 TDengine 最主要的入庫數據是車輛傳感器（如：車輛里程、經緯度等）以及換電站電池相關的傳感器（電池的各種指標）數據。當前共有 55 張超級表，子表數量達到 11 萬張。

我們當前在 TDengine、TiDB、MySQL 中存儲的數據量比例大概為 6:3:1，僅僅使用了三臺 4C+16G 的服務器，TDengine 便挑起了整個系統數據存儲的大頭，輕松支撐起了我們的服務。在數據庫的選擇上，我們一直認為不同數據庫之間術業有專攻，不得不承認，TDengine 在存儲引擎上的獨特設計，在降低成本方面的效果十分顯著。

對于 TDengine，我們一開始使用的是單節點，在穩定運營了幾個月后，于今年 3 月完成了動態擴容，發展到了 3 節點集群模式，把數據庫也升級到了三副本（從圖中可以看出來）。

TDengine 的動態擴展非常方便，只要確保一些必要的參數保持一致，就可以直接通過 “create dnode”把新的計算資源加進來。加入后，再通過 “alter database iot replica 3” 這個命令，即可直接在線令數據庫變為 3 副本，從而實現數據的備份及高可用。

3、效果分析

當前，我們在 TDengine 中一共存儲了數百億級別的數據量（由于表結構各異，不方便統計，不在本篇文章中展示），存儲空間大概占用 600GB 左右（200GB*3），CPU 日常使用為 15% 左右，內存使用在 20% 左右。

在查詢方面，在此列舉一些我們常用的 SQL，TDengine 的響應速度都很快，完全可以滿足我們的需求：

select max(pmk)-min(pmk) from aodong_109 where sid='P42100001' and sd=0 and ts>'2021-12-01 00:00:00'

select last(sv),last(st) from aodong_112 where bn='001PB0GM000002B3L0300067';

4、關于 TDengine 的一些思考

由于我們業務是 24*7 不間斷運轉 ，所以沒有時間做版本升級。我們首先計劃抽出時間把 TDengine 版本升級到比較新的版本，再做一些碎片重組壓縮的工作來加強查詢效率。此外，我們還計劃使用 Flink 從 TDengine 中讀取數據做流式計算（看到了官方發布了 Flink 適配 TDengine 的文章 https://www.taosdata.com/engineering/8704.html）。

隨著業務快速增長，TDengine 集群存儲的數據量也會越來越大，而數據又需要長期保留，大數據量的運維對于 TDengine 來說將是一個巨大的挑戰。伴隨數據量級的增長，備份、遷移、庫、表的運維都會受到影響，也有可能遇到我們之前沒有經歷過的問題，這就需要 TDengine 集群實現升級、擴展、拆分、維護等運維操作。未來我們希望能積累更多的經驗分享給社區，讓更多的人了解 TDengine。

對于 TDengine 未來的發展，我們也有自己的期待：

希望能增加動態修改參數功能，減少停機維護次數。實現類似慢 SQL 日志功能，降低高負載、調優事后分析定位、回溯故障原因。進一步權衡 udp 帶來的好處和導致的各種問題。我們經常連接報錯 Ref is not there ，目前來看在客戶端添加 rpcForceTcp 1 應該是有效的。增強報錯信息可讀性，很多報錯提示不夠明確，無法快速判斷出具體原因。

總而言之，希望 TDengine 后面越來越好，也希望我們的合作能更上一層樓。

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拓展知識：