数据库元数据设计的维度和分层设计

对于元数据体系的建设思考，目前的设计是基于基础数据配置的管理，包括多个元数据维度的管理，在此基础上需要梳理基于系统场景的元数据设计，覆盖如备份恢复，监控报警，实例部署等层面的元数据管理信息，通过运维任务提炼得到系统流程; 然后基于业务需求来梳理相关的业务场景的元数据相关设计，如资源申请，权限申请等，逐步梳理出主干业务流程，其中每个层之间都是相对隔离的，每个层都需要开放相关的API,在业务层不能直接暴露ORM层的相关操作。

我们在此描述的主要是元数据的核心设计部分。

元数据维度可以按照业务维度和系统维度来综合考虑，其中业务维度相对简单，而系统维度结构和层次要复杂一些，但是业务维度的信息是基于系统维度的设计，如对于实例的概念，对于业务来说，实例，集群在业务中都是广义的实例范畴，所以接下来会按照系统维度的设计为主。

接口层：业务访问维度，基于app_code, 对外统一体现为实例，如单实例，主从，集群等，都是以实例的角色出现，不显示内部的数据信息(如不显示数据分片节点)，接口层数据源自代理层，接口层的数据为只读模式，数据可刷新

代理层：代理层是设计中逻辑关系最为关键的一层，承上启下，其中单实例在代理层需要体现service_name, 基于MHA的环境需要体现Consul或VIP的service_name,如果是集群，则需要在其中体现中间件和数据分片;如果是分布式集群，仅显示对外服务层(如TiDB中显示Server层，如果有多个Server,则显示多个。

拓扑层：是逻辑关系最复杂的一层，需要支持多种拓扑结构，比如一主一从，一主多从，级联复制，双主复制等，其中单实例是一种特殊的复制拓扑，也需要体现，此外还需要支持分布式模型，在分布式模型中，多个节点是相对独立的角色，无法体现多个节点间的映射。

实例层：实例层是整体元数据的基座，以IP+端口来唯一标识，实例层按照计算存储分离的模式来考虑，不光包含数据库实例信息，还包括中间件的相关信息，实例层是连接数据库层的重要环节。

主机层：主机层的信息相对独立，主要是主机层的基础信息，可以通过外部接口进行提取，并保持周期性刷新。

实例和集群的关系

数据库实例是基础的服务单元，按照实例角色可以分为单实例，主库实例，从库实例和级联实例。

集群类型分为高可用集群，分布式集群(分库分表)，分布式集群(NewSQL体系)

高可用集群：多个主从实例，如一主一从或者一主多从

分布式集群(分库分表)：多个数据库实例(通常一组主从实例为一个高可用集群)和少量数据库中间件(通常1~3个做负载均衡)

分布式集群(NewSQL体系)：按照存储计算分离模式，有计算节点，存储节点和配置管理节点，基于分布式协议实现分布式存储管理

同时，集群维度和实例维度会有明显差异的运维管理流程，从长远来看，以集群形式交付和以实例形式交付是根据业务需求来共同决定，会长期共存。

综上，集群和实例的含义有一些交叉，但是又有明显的区别，按照规范程度来说，实例应该尽可能以高可用集群的基础架构形式出现，同时按照数据存储水平扩展需要可重构成分布式集群(分库分表)架构，同时因为现状和使用的差异，会存在单实例，普通的主从等环境。

所以元数据的维度有实例和集群的明显差异，但是在元数据设计中却需要把两者有效结合起来，元数据为和元数据分层的对应关系为：

元数据维度	元数据分层
	接入层（信息缓存）
实例	代理层拓扑层实例层
集群
主机	主机层
数据库	数据库层
业务	业务层