同在基础软件领域创业，时序数据库 InfluxDB将集群功能闭源是完全可以理解的。但 InfluxDB集群 是刚需，是核心痛点，如果核心痛点不解决，那可替代方案会很多，产品本身的推广就会大打折扣，开源的价值就大为下降。
TDengine 的设计是基于单个硬件、软件系统不可靠，基于任何单台计算机都无法提供足够计算能力和存储能力处理海量数据的假设进行设计的。因此 TDengine 从研发的第一天起，就按照分布式高可靠架构进行设计，是支持水平扩展的，这样任何单台或多台服务器发生硬件故障或软件错误都不影响系统的可用性和可靠性。并且和 InfluxDB 不同的是，TDengine 选择将集群功能开源。本文重点讲解 TDengine 集群的主要逻辑单元的设计。
TDengine 分布式架构的逻辑结构图如下：
一个完整的 TDengine 系统是运行在一到多个物理节点上的，逻辑上，它包含数据节点(dnode)、TDengine 应用驱动(taosc)以及应用(app)。系统中存在一到多个数据节点，这些数据节点组成一个集群(cluster)。应用通过 taosc 的 API 与 TDengine 集群进行互动。下面对每个逻辑单元进行简要介绍。
物理节点(pnode)： pnode 是一独立运行、拥有自己的计算、存储和网络能力的计算机，可以是安装有OS的物理机、虚拟机或 Docker 容器。物理节点由其配置的 FQDN (Fully Qualified Domain Name)来标识。TDengine 完全依赖 FQDN 来进行网络通讯，如果不了解 FQDN，请看博文《一篇文章说清楚 TDengine 的 FQDN》。
数据节点(dnode)： dnode 是 TDengine 服务器侧执行代码 taosd 在物理节点上的一个运行实例，一个工作的系统必须有至少一个数据节点。dnode 包含零到多个逻辑的虚拟节点(vnode)，零或者至多一个逻辑的管理节点(mnode)。dnode 在系统中的唯一标识由实例的 End Point (EP)决定。EP 是 dnode 所在物理节点的 FQDN (Fully Qualified Domain Name)和系统所配置的网络端口号(Port)的组合。通过配置不同的端口，一个物理节点(一台物理机、虚拟机或容器）可以运行多个实例，或有多个数据节点。
虚拟节点(vnode)： 为更好的支持数据分片、负载均衡，防止数据过热或倾斜，数据节点被虚拟化成多个虚拟节点(vnode，图中 V2, V3, V4等)。每个 vnode 都是一个相对独立的工作单元，是时序数据存储的基本单元，具有独立的运行线程、内存空间与持久化存储的路径。一个 vnode 包含一定数量的表（数据采集点）。当创建一张新表时，系统会检查是否需要创建新的 vnode。一个数据节点上能创建的 vnode 的数量取决于该数据节点所在物理节点的硬件资源。一个 vnode 只属于一个 DB，但一个 DB 可以有多个 vnode。一个 vnode 除存储的时序数据外，也保存有所包含的表的 schema、标签值等。一个虚拟节点由所属的数据节点的EP，以及所属的 VGroup ID 在系统内唯一标识，由管理节点创建并管理。
管理节点(mnode)： 一个虚拟的逻辑单元，负责所有数据节点运行状态的监控和维护，以及节点之间的负载均衡(图中 M)。同时，管理节点也负责元数据(包括用户、数据库、表、静态标签等)的存储和管理，因此也称为 Meta Node。TDengine 集群中可配置多个(最多不超过 3 个) mnode，它们自动构建成为一个虚拟管理节点组(图中 M0, M1, M2)。
mnode 间采用 master/slave 的机制进行管理，而且采取强一致方式进行数据同步, 任何数据更新操作只能在 Master 上进行。mnode 集群的创建由系统自动完成，无需人工干预。每个 dnode 上至多有一个 mnode，由所属的数据节点的EP来唯一标识。每个 dnode 通过内部消息交互自动获取整个集群中所有 mnode 所在的 dnode 的EP。
虚拟节点组(VGroup)： 不同数据节点上的 vnode 可以组成一个虚拟节点组(vnode group)来保证系统的高可靠。虚拟节点组内采取 master/slave 的方式进行管理。写操作只能在 master vnode 上进行，系统采用异步复制的方式将数据同步到 slave vnode，这样确保了一份数据在多个物理节点上有拷贝。一个 vgroup 里虚拟节点个数就是数据的副本数。如果一个 DB 的副本数为 N，系统必须有至少 N 数据节点。副本数在创建DB时通过参数 replica 可以指定，缺省为 1。使用 TDengine 的多副本特性，可以不再需要昂贵的磁盘阵列等存储设备，就可以获得同样的数据高可靠性。虚拟节点组由管理节点创建、管理，并且由管理节点分配一个系统唯一的 ID，VGroup ID。如果两个虚拟节点的 vnode group ID 相同，说明他们属于同一个组，数据互为备份。虚拟节点组里虚拟节点的个数是可以动态改变的，容许只有一个，也就是没有数据复制。VGroup ID 是永远不变的，即使一个虚拟节点组被删除，它的ID也不会被收回重复利用。
TAOSC： taosc 是 TDengine 给应用提供的驱动程序(driver)，负责处理应用与集群的接口交互，提供 C/C++ 语言原生接口，内嵌于 JDBC、C#、Python、Go、Node.js 语言连接库里。应用都是通过 taosc 而不是直接连接集群中的数据节点与整个集群进行交互的。这个模块负责获取并缓存元数据；将插入、查询等请求转发到正确的数据节点；在把结果返回给应用时，还需要负责最后一级的聚合、排序、过滤等操作。对于 JDBC、C/C++、C#、Python、Go、Node.js 接口而言，这个模块是在应用所处的物理节点上运行。同时，为支持全分布式的 RESTful 接口，taosc 在 TDengine 集群的每个 dnode 上都有一运行实例。
以上就是 TDengine 集群的主要逻辑单元，我们将会通过更多文章，向大家解读 TDengine 集群的更多设计秘籍。
