Apache IoTDB（4）：深度解析时序数据库 IoTDB 在Kubernetes 集群中的部署与实践指南

- 前言
- [一、Apache IoTDB产品解析](#一、Apache IoTDB产品解析)
- - [1.1 核心特性](#1.1 核心特性)
  - [1.2 架构设计](#1.2 架构设计)
- 二、版本要求
- [三、Kubernetes 环境准备](#三、Kubernetes 环境准备)
- - [3.1 创建命名空间](#3.1 创建命名空间)
  - [3.2 创建 PV 配置文件](#3.2 创建 PV 配置文件)
  - [3.3 安装 Helm](#3.3 安装 Helm)
- [四、IoTDB的Helm Chart 的配置](#四、IoTDB的Helm Chart 的配置)
- - [4.1 克隆 IoTDB Kubernetes 部署代码](#4.1 克隆 IoTDB Kubernetes 部署代码)
  - [4.2 修改 YAML 文件](#4.2 修改 YAML 文件)
  - [4.3. 配置私库信息](#4.3. 配置私库信息)
- [五、安装 IoTDB](#五、安装 IoTDB)
- - [5.1 安装步骤](#5.1 安装步骤)
  - [5.2 查看 Helm 安装列表](#5.2 查看 Helm 安装列表)
  - [5.3 查看 Pods](#5.3 查看 Pods)
  - [5.4 排查问题方式](#5.4 排查问题方式)
  - [5.5 三种方案激活 IoTDB](#5.5 三种方案激活 IoTDB)
  - [5.6 验证 IoTDB](#5.6 验证 IoTDB)
- 六、结语

前言

Apache IoTDB 凭借其高吞吐量、低存储成本和灵活查询能力，在工业物联网、智能家居等领域得到广泛应用。本文将结合版本（IoTDB v1.3.3.2与Kubernetes 1.24），详细讲明白如何在Kubernetes集群中实现IoTDB的高可用部署，并分享实际的优化经验

虚拟机测试节点【单机版安装】和【集群版安装】和【Docker部署】学习之前文章

单机版安装 ：Apache IoTDB（1）：时序数据库介绍与单机版安装部署指南
集群版安装 ：Apache IoTDB（2）：时序数据库 IoTDB 集群安装部署的技术优势与适用场景分析
Docker集群部署 ：Apache IoTDB（3）：时序数据库 IoTDB Docker部署从单机到集群的全场景部署与实践指南

一、Apache IoTDB产品解析

1.1 核心特性

极致时序数据处理：支持每秒百万级数据点写入，通过列式存储和时间分区技术实现5-10倍压缩率。
灵活查询能力：提供类SQL语法，支持时间窗口分析、降采样及多设备数据对齐。
边缘-云端协同：轻量级设计支持边缘设备部署，同时可通过分布式集群实现水平扩展。
生态集成：内置MQTT服务器、支持Kafka/Spark集成，提供Java/Python客户端。

1.2 架构设计

架构图

存储组（Storage Group）：逻辑隔离单元，类似传统数据库的"库"概念。
设备层（Device）：对应传统数据库的"表"，存储具体传感器数据。
时间序列（Timeseries）：最小数据单元，支持FLOAT、TEXT、VECTOR等数据类型。

二、版本要求

需要在本地有一个可用的 Kubernetes 集群，作为部署 IoTDB 集群的基础

组件	版本要求
Kubernetes	1.24 以上
IoTDB（点击下载）	v1.3.3.2 以上
存储类	local-storage
节点配置	4核8G起

三、Kubernetes 环境准备

3.1 创建命名空间

需注意：博主踩过的坑（在执行命名空间创建操作之前，需验证所指定的命名空间名称在 Kubernetes 集群中尚未被使用。如果命名空间已存在，创建命令将无法执行，可能导致部署过程中的错误）

创建命名空间命令：

bash 复制代码

kubectl create ns iotdb-ns

查看命名空间命令

bash 复制代码

kubectl get ns

3.2 创建 PV 配置文件

PV用于持久化存储IoTDB的ConfigNode 和 DataNode的数据，集群中有几个节点就要创建几个PV

需注意：1个ConfigNode和1个DataNode 也算2个节点，要2个PV

博主这边以 3ConfigNode、3DataNode 为例：

创建 pv.yaml 文件，并复制六份，分别重命名为 pv01.yaml 到 pv06.yaml

新建文件夹放yaml文件

创建 pv.yaml 文件命令

bash 复制代码

touch pv.yaml

修改每个文件中的 name 和 path 以确保一致性

举例 pv.yaml:

yaml 复制代码

# pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: iotdb-pv-01
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi # 存储容量
  accessModes: # 访问模式
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain # 回收策略
  # 存储类名称，如果使用本地静态存储storageClassName 不用配置，如果使用动态存储必需设置此项
  storageClassName: local-storage 
  # 根据你的存储类型添加相应的配置
  hostPath: # 如果是使用本地路径
    path: /data/k8s-data/iotdb-pv-01
    type: DirectoryOrCreate  # 这行不配置就要手动创建文件夹

应用 PV 配置（pv-01.yaml 到 pv-06.yaml 都要应用）

配置命令：

bash 复制代码

kubectl apply -f pv-01.yaml
kubectl apply -f pv-02.yaml
# 这里一直到pv-06.yaml

配置完成后进行查看

查看命令：

bash 复制代码

kubectl get pv

手动创建文件夹
如果yaml里的hostPath-type未配置，需要手动去创建对应的文件夹

需注意：要在所有 Kubernetes 节点上创建对应的文件夹

创建命令：

bash 复制代码

mkdir -p /data/k8s-data/iotdb-pv-01
mkdir -p /data/k8s-data/iotdb-pv-02
# 这里一直到pv-06.yaml

3.3 安装 Helm

需要参考Helm官网，此处不做过多叙述了

Helm 官方安装链接（点击进入）

四、IoTDB的Helm Chart 的配置

4.1 克隆 IoTDB Kubernetes 部署代码

需要联系工作人员获取IoTDB的Helm Chart

如果谁遇到代理问题，可以取消代理设置来解决：

git clone报错如下，说明是配置了代理，需要把代理关掉 fatal: unable to access 'https://gitlab.timecho.com/r-d/db/iotdb-cluster-k8s.git/': gnutls_handshake() failed: The TLS connection was non-properly terminated.

取消代理命令：

bash 复制代码

unset HTTPS_PROXY

4.2 修改 YAML 文件

跟随博主一步步操作，一文就可以完成配置，下面来看文件的配置

values.yaml 文件示例：

yaml 复制代码

nameOverride: "iotdb"  
fullnameOverride: "iotdb"   #软件安装后的名称

image:
  repository: nexus.infra.timecho.com:8143/timecho/iotdb-enterprise
  pullPolicy: IfNotPresent
  tag: 1.3.3.2-standalone    #软件所用的仓库和版本

storage:
# 存储类名称，如果使用本地静态存储storageClassName 不用配置，如果使用动态存储必需设置此项
  className: local-storage

datanode:
  name: datanode
  nodeCount: 3        #datanode的节点数量
  enableRestService: true
  storageCapacity: 10Gi       #datanode的可用空间大小
  resources:
    requests:
      memory: 2Gi    #datanode的内存初始化大小
      cpu: 1000m     #datanode的CPU初始化大小
    limits:
      memory: 4Gi    #datanode的最大内存大小
      cpu: 1000m     #datanode的最大CPU大小

confignode:
  name: confignode
  nodeCount: 3      #confignode的节点数量
  storageCapacity: 10Gi      #confignode的可用空间大小
  resources:
    requests:
      memory: 512Mi    #confignode的内存初始化大小
      cpu: 1000m      #confignode的CPU初始化大小
    limits:
      memory: 1024Mi   #confignode的最大内存大小
      cpu: 2000m     #confignode的最大CPU大小
  configNodeConsensusProtocolClass: org.apache.iotdb.consensus.ratis.RatisConsensus
  schemaReplicationFactor: 3
  schemaRegionConsensusProtocolClass: org.apache.iotdb.consensus.ratis.RatisConsensus
  dataReplicationFactor: 2
  dataRegionConsensusProtocolClass: org.apache.iotdb.consensus.iot.IoTConsensus

4.3. 配置私库信息

创建secret 使k8s可访问iotdb-helm的私有仓库

"xxxxxx"是IoTDB私有仓库的账号、密码、邮箱。

bash 复制代码

kubectl create secret docker-registry timecho-nexus \
  --docker-server='nexus.infra.timecho.com:8143' \
  --docker-username='xxxxxx' \
  --docker-password='xxxxxx' \
  --docker-email='xxxxxx' \
  -n iotdb-ns

查看secret

bash 复制代码

kubectl get secret timecho-nexus -n iotdb-ns

查看并输出为yaml

bash 复制代码

kubectl get secret timecho-nexus --output=yaml -n iotdb-ns

查看并解密

bash 复制代码

kubectl get secret timecho-nexus --output="jsonpath={.data.\.dockerconfigjson}" -n iotdb-ns | base64 --decode

加载到命名空间iotdb-ns

添加一个patch，使该命名空间增加登陆nexus的登陆信息

bash 复制代码

kubectl patch serviceaccount default -n iotdb-ns -p '{"imagePullSecrets": [{"name": "timecho-nexus"}]}'

查看命名空间的该条信息

bash 复制代码

kubectl get serviceaccounts -n iotdb-ns -o yaml

五、安装 IoTDB

5.1 安装步骤

进入文件夹

bash 复制代码

cd iotdb-cluster-k8s/helm

安装iotdb

bash 复制代码

helm install iotdb ./ -n iotdb-ns

5.2 查看 Helm 安装列表

bash 复制代码

helm list -n iotdb-ns

5.3 查看 Pods

查看 iotdb的pods

bash 复制代码

kubectl get pods -n iotdb-ns -o wide

执行命令后，输出了带有confignode和datanode标识的各3个Pods，，总共6个Pods，即表明安装成功；

需要注意的是，并非所有Pods都处于Running状态，未激活的datanode可能会持续重启，但在激活后将恢复正常

5.4 排查问题方式

查看k8s的创建log

bash 复制代码

kubectl get events -n iotdb-ns 
watch kubectl get events -n iotdb-ns

获取详细信息

bash 复制代码

kubectl describe pod confignode-0 -n iotdb-ns
kubectl describe pod datanode-0 -n iotdb-ns

查看confignode日志

bash 复制代码

kubectl logs -n iotdb-ns confignode-0 -f

5.5 三种方案激活 IoTDB

方案1：直接在 Pod 中激活（最简单）

拿到机器码后进行激活

bash 复制代码

kubectl exec -it -n iotdb-ns confignode-0 -- /iotdb/sbin/start-activate.sh
kubectl exec -it -n iotdb-ns confignode-1 -- /iotdb/sbin/start-activate.sh
kubectl exec -it -n iotdb-ns confignode-2 -- /iotdb/sbin/start-activate.sh

方案2：进入confignode的容器中激活

拿到机器码后进行激活

bash 复制代码

kubectl exec -it -n iotdb-ns confignode-0 -- /bin/bash
cd /iotdb/sbin
/bin/bash start-activate.sh

方案3：手动激活（博主采用的这个方案）

查看 ConfigNode 详细信息，确定所在节点：

bash 复制代码

kubectl describe pod confignode-0 -n iotdb-ns | grep -e "Node:" -e "Path:"

结果示例：

复制代码

Node:          a87/172.20.31.87
Path:          /data/k8s-data/env/confignode/.env

查看 PVC 并找到 ConfigNode 对应的 Volume，确定所在路径：

bash 复制代码

kubectl get pvc -n iotdb-ns | grep "confignode-0"

也可以查看多个confignode

bash 复制代码

for i in {0..2}; do echo confignode-$i;kubectl describe pod confignode-${i} -n iotdb-ns | grep -e "Node:" -e "Path:"; echo "----"; done

查看对应 Volume 的详细信息，确定物理目录的位置：

bash 复制代码

kubectl describe pv iotdb-pv-04 | grep "Path:"

结果示例：

复制代码

Path:          /data/k8s-data/iotdb-pv-04

从对应节点的对应目录下找到 system-info 文件，使用该 system-info 作为机器码生成激活码，并在同级目录新建文件 license，将激活码写入到文件里面

5.6 验证 IoTDB

查看命名空间内的 Pods 状态

查看iotdb-ns命名空间内的IP、状态等信息，确定全部运行正常

bash 复制代码

kubectl get pods -n iotdb-ns -o wide

结果示例：

复制代码

# NAME           READY   STATUS    RESTARTS         AGE   IP             NODE   NOMINATED NODE   READINESS GATES
# confignode-0   1/1     Running   0                75m   10.20.187.14   a87    <none>           <none>
# confignode-1   1/1     Running   0                75m   10.20.191.75   a88    <none>           <none>
# confignode-2   1/1     Running   0                75m   10.20.187.16   a87    <none>           <none>
# datanode-0     1/1     Running   10 (5m54s ago)   75m   10.20.191.74   a88    <none>           <none>
# datanode-1     1/1     Running   10 (5m42s ago)   75m   10.20.187.15   a87    <none>           <none>
# datanode-2     1/1     Running   10 (5m55s ago)   75m   10.20.191.76   a88    <none>           <none>

查看命名空间内的端口映射情况

bash 复制代码

kubectl get svc -n iotdb-ns

在任意服务器启动 CLI 脚本验证 IoTDB 集群状态
端口就是jdbc-balancer的端口，服务器为k8s任意节点的IP都可以

bash 复制代码

start-cli.sh -h 172.20.31.86 -p 31895
start-cli.sh -h 172.20.31.87 -p 31895
start-cli.sh -h 172.20.31.88 -p 31895

结果示例：

通过以上任意一种验证，出现博主这种结果样例的就已经部署完成了~

六、结语

本文详细介绍了Kubernetes与IoTDB数据库的集成部署，跟着博主一步步做，有问题可以联系博主帮忙，可以远程帮小伙伴解决问题的！通过Kubernetes的容器编排能力，IoTDB可以快速部署，并实现高可用性

官方获取 ：👉Apache IoTDB 下载地址👈（点击下载）

Apache IoTDB（4）：深度解析时序数据库 IoTDB 在Kubernetes 集群中的部署与实践指南

目录

前言

一、Apache IoTDB产品解析

1.1 核心特性

1.2 架构设计

二、版本要求

三、Kubernetes 环境准备

3.1 创建命名空间

3.2 创建 PV 配置文件

3.3 安装 Helm

四、IoTDB的Helm Chart 的配置

4.1 克隆 IoTDB Kubernetes 部署代码

4.2 修改 YAML 文件

4.3. 配置私库信息

五、安装 IoTDB

5.1 安装步骤

5.2 查看 Helm 安装列表

5.3 查看 Pods

5.4 排查问题方式

5.5 三种方案激活 IoTDB

5.6 验证 IoTDB

六、结语