使用 BR 备份 TiDB 集群数据到兼容 S3 的存储
本文介绍如何将运行在 AWS Kubernetes 环境中的 TiDB 集群数据备份到 AWS 的存储上。其中包括以下两种备份方式：
- 快照备份。使用快照备份，你可以通过全量恢复将 TiDB 集群恢复到快照备份的时刻点。
- 日志备份。使用快照备份与日志备份，你可以通过快照备份与日志备份产生的备份数据将 TiDB 集群恢复到历史任意时刻点，即 Point-in-Time Recovery (PITR)。
本文使用的备份方式基于 TiDB Operator 的 Custom Resource Definition(CRD) 实现，底层使用 BR 获取集群数据，然后再将数据上传到 AWS 的存储上。BR 全称为 Backup & Restore，是 TiDB 分布式备份恢复的命令行工具，用于对 TiDB 集群进行数据备份和恢复。
使用场景
如果你对数据备份有以下要求，可考虑使用 BR 的快照备份方式将 TiDB 集群数据以 Ad-hoc 备份或定时快照备份的方式备份至兼容 S3 的存储上：
- 需要备份的数据量较大（大于 1 TB），而且要求备份速度较快
- 需要直接备份数据的 SST 文件（键值对）
如果你对数据备份有以下要求，可考虑使用 BR 的日志备份方式将 TiDB 集群数据以 Ad-hoc 备份的方式备份至兼容 S3 的存储上（同时也需要配合快照备份的数据，来更高效地恢复数据）：
- 需要在新集群上恢复备份集群的历史任意时刻点快照（PITR）
- 数据的 RPO 在分钟级别
如有其他备份需求，请参考备份与恢复简介选择合适的备份方式。
Ad-hoc 备份
Ad-hoc 备份支持快照备份，也支持启动和停止日志备份任务，以及清理日志备份数据等操作。
要进行 Ad-hoc 备份，你需要创建一个自定义的 Backup custom resource (CR) 对象来描述本次备份。创建好 Backup 对象后，TiDB Operator 根据这个对象自动完成具体的备份过程。如果备份过程中出现错误，程序不会自动重试，此时需要手动处理。
本文假设对部署在 Kubernetes test1 这个 namespace 中的 TiDB 集群 demo1 进行数据备份。下面是具体的操作过程。
前置条件：准备 Ad-hoc 备份环境
创建一个用于管理备份的 namespace，这里创建了名为
backup-test的 namespace。kubectl create namespace backup-test下载文件 backup-rbac.yaml，并执行以下命令在
backup-test这个 namespace 中创建备份需要的 RBAC 相关资源：kubectl apply -f backup-rbac.yaml -n backup-test为刚创建的 namespace
backup-test授予远程存储访问权限。- 如果使用 Amazon S3 来备份集群，可以使用三种方式授予权限，可参考文档 AWS 账号授权。
- 如果使用其他兼容 S3 的存储来备份集群，例如 Ceph、MinIO，可以使用 AccessKey 和 SecretKey 授权的方式，可参考文档通过 AccessKey 和 SecretKey 授权。
如果你使用的 TiDB 版本低于 v4.0.8，你还需要完成以下步骤。如果你使用的 TiDB 为 v4.0.8 及以上版本，请跳过这些步骤。
确保你拥有备份数据库
mysql.tidb表的SELECT和UPDATE权限，用于备份前后调整 GC 时间。创建
backup-demo1-tidb-secretsecret 用于存放访问 TiDB 集群的用户所对应的密码。kubectl create secret generic backup-demo1-tidb-secret --from-literal=password=${password} --namespace=test1
快照备份
根据上一步选择的远程存储访问授权方式，你需要使用下面对应的方法将数据导出到兼容 S3 的存储上：
方法 1：如果通过了 accessKey 和 secretKey 的方式授权，你可以按照以下说明创建
BackupCR 备份集群数据:kubectl apply -f full-backup-s3.yamlfull-backup-s3.yaml文件内容如下：--- apiVersion: pingcap.com/v1alpha1 kind: Backup metadata: name: demo1-full-backup-s3 namespace: backup-test spec: backupType: full br: cluster: demo1 clusterNamespace: test1 # logLevel: info # statusAddr: ${status_addr} # concurrency: 4 # rateLimit: 0 # timeAgo: ${time} # checksum: true # sendCredToTikv: true # options: # - --lastbackupts=420134118382108673 s3: provider: aws secretName: s3-secret region: us-west-1 bucket: my-bucket prefix: my-full-backup-folder方法 2：如果通过了 IAM 绑定 Pod 的方式授权，你可以按照以下说明创建
BackupCR 备份集群数据:kubectl apply -f full-backup-s3.yamlfull-backup-s3.yaml文件内容如下：--- apiVersion: pingcap.com/v1alpha1 kind: Backup metadata: name: demo1-full-backup-s3 namespace: backup-test annotations: iam.amazonaws.com/role: arn:aws:iam::123456789012:role/user spec: backupType: full br: cluster: demo1 sendCredToTikv: false clusterNamespace: test1 # logLevel: info # statusAddr: ${status_addr} # concurrency: 4 # rateLimit: 0 # timeAgo: ${time} # checksum: true # options: # - --lastbackupts=420134118382108673 s3: provider: aws region: us-west-1 bucket: my-bucket prefix: my-full-backup-folder方法 3：如果通过了 IAM 绑定 ServiceAccount 的方式授权，你可以按照以下说明创建
BackupCR 备份集群数据:kubectl apply -f full-backup-s3.yamlfull-backup-s3.yaml文件内容如下：--- apiVersion: pingcap.com/v1alpha1 kind: Backup metadata: name: demo1-full-backup-s3 namespace: backup-test spec: backupType: full serviceAccount: tidb-backup-manager br: cluster: demo1 sendCredToTikv: false clusterNamespace: test1 # logLevel: info # statusAddr: ${status_addr} # concurrency: 4 # rateLimit: 0 # timeAgo: ${time} # checksum: true # options: # - --lastbackupts=420134118382108673 s3: provider: aws region: us-west-1 bucket: my-bucket prefix: my-full-backup-folder
在配置 full-backup-s3.yaml 文件时，请参考以下信息：
- 自 TiDB Operator v1.1.6 版本起，如果需要增量备份，只需要在
spec.br.options中指定上一次的备份时间戳--lastbackupts即可。有关增量备份的限制，可参考使用 BR 进行备份与恢复。 - Amazon S3 的
acl、endpoint、storageClass配置项均可以省略。兼容 S3 的存储相关配置，请参考 S3 存储字段介绍。 .spec.br中的一些参数是可选的，例如logLevel、statusAddr等。完整的.spec.br字段的详细解释，请参考 BR 字段介绍。- 如果你使用的 TiDB 为 v4.0.8 及以上版本, BR 会自动调整
tikv_gc_life_time参数，不需要配置spec.tikvGCLifeTime和spec.from字段。 - 更多
BackupCR 字段的详细解释参考 Backup CR 字段介绍。
查看快照备份的状态
创建好 Backup CR 后，TiDB Operator 会根据 Backup CR 自动开始备份。你可以通过如下命令查看备份状态：
kubectl get backup -n backup-test -o wide
从上述命令的输出中，你可以找到描述名为 demo1-full-backup-s3 的 Backup CR 的如下信息，其中 COMMITTS 表示快照备份的时刻点：
NAME TYPE MODE STATUS BACKUPPATH COMMITTS ...
demo1-full-backup-s3 full snapshot Complete s3://my-bucket/my-full-backup-folder/ 436979621972148225 ...
日志备份
你可以使用一个 Backup CR 来描述日志备份任务的启动、停止以及清理日志备份数据等操作。日志备份对远程存储访问授权方式与快照备份一致。本节示例创建了名为 demo1-log-backup-s3 的 Backup CR，对远程存储访问授权方式仅以通过 accessKey 和 secretKey 的方式为例，具体操作如下所示。
启动日志备份
在
backup-test这个 namespace 中创建一个名为demo1-log-backup-s3的BackupCR。kubectl apply -f log-backup-s3.yamllog-backup-s3.yaml文件内容如下：--- apiVersion: pingcap.com/v1alpha1 kind: Backup metadata: name: demo1-log-backup-s3 namespace: backup-test spec: backupMode: log br: cluster: demo1 clusterNamespace: test1 sendCredToTikv: true s3: provider: aws secretName: s3-secret region: us-west-1 bucket: my-bucket prefix: my-log-backup-folder等待启动操作完成：
kubectl get jobs -n backup-testNAME COMPLETIONS ... backup-demo1-log-backup-s3-log-start 1/1 ...查看新增的
BackupCR：kubectl get backup -n backup-testNAME MODE STATUS .... demo1-log-backup-s3 log Running ....
查看日志备份的状态
通过查看 Backup CR 的信息，可查看日志备份的状态。
kubectl describe backup -n backup-test
从上述命令的输出中，你可以找到描述名为 demo1-log-backup-s3 的 Backup CR 的如下信息，其中 Log Checkpoint Ts 表示日志备份可恢复的最近时间点：
Status:
Backup Path: s3://my-bucket/my-log-backup-folder/
Commit Ts: 436568622965194754
Conditions:
Last Transition Time: 2022-10-10T04:45:20Z
Status: True
Type: Scheduled
Last Transition Time: 2022-10-10T04:45:31Z
Status: True
Type: Prepare
Last Transition Time: 2022-10-10T04:45:31Z
Status: True
Type: Running
Log Checkpoint Ts: 436569119308644661
停止日志备份
由于你在开启日志备份的时候已经创建了名为 demo1-log-backup-s3 的 Backup CR，因此可以直接更新该 Backup CR 的配置，来激活停止日志备份的操作。操作激活优先级从高到低分别是停止日志备份任务、删除日志备份数据和开启日志备份任务。
kubectl edit backup demo1-log-backup-s3 -n backup-test
在最后新增一行字段 spec.logStop: true，保存并退出。更新后的内容如下：
---
apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: Backup
metadata:
name: demo1-log-backup-s3
namespace: backup-test
spec:
backupMode: log
br:
cluster: demo1
clusterNamespace: test1
sendCredToTikv: true
s3:
provider: aws
secretName: s3-secret
region: us-west-1
bucket: my-bucket
prefix: my-log-backup-folder
logStop: true
可以看到名为 demo1-log-backup-s3 的 Backup CR 的 STATUS 从 Running 变成了 Stopped：
kubectl get backup -n backup-test
NAME MODE STATUS ....
demo1-log-backup-s3 log Stopped ....
清理日志备份数据
由于你在开启日志备份的时候已经创建了名为
demo1-log-backup-s3的BackupCR，因此可以直接更新该BackupCR 的配置，来激活清理日志备份数据的操作。操作激活优先级从高到低分别是停止日志备份任务、删除日志备份数据和开启日志备份任务。执行如下操作来清理 2022-10-10T15:21:00+08:00 之前的所有日志备份数据。kubectl edit backup demo1-log-backup-s3 -n backup-test在最后新增一行字段
spec.logTruncateUntil: "2022-10-10T15:21:00+08:00"，保存并退出。更新后的内容如下：--- apiVersion: pingcap.com/v1alpha1 kind: Backup metadata: name: demo1-backup-s3 namespace: backup-test spec: backupMode: log br: cluster: demo1 clusterNamespace: test1 sendCredToTikv: true s3: provider: aws secretName: s3-secret region: us-west-1 bucket: my-bucket prefix: my-log-backup-folder logTruncateUntil: "2022-10-10T15:21:00+08:00"等待清理操作完成：
kubectl get jobs -n backup-testNAME COMPLETIONS ... ... backup-demo1-log-backup-s3-log-truncate 1/1 ...查看
BackupCR 的信息：kubectl describe backup -n backup-test... Log Success Truncate Until: 2022-10-10T15:21:00+08:00 ...也可以通过以下命令查看：
kubectl get backup -n backup-test -o wideNAME MODE STATUS ... LOGTRUNCATEUNTIL demo1-log-backup-s3 log Stopped ... 2022-10-10T15:21:00+08:00
备份示例
备份全部集群数据
---
apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: Backup
metadata:
name: demo1-backup-s3
namespace: backup-test
spec:
backupType: full
serviceAccount: tidb-backup-manager
br:
cluster: demo1
sendCredToTikv: false
clusterNamespace: test1
s3:
provider: aws
region: us-west-1
bucket: my-bucket
prefix: my-folder
备份单个数据库的数据
以下示例中，备份 db1 数据库的数据。
---
apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: Backup
metadata:
name: demo1-backup-s3
namespace: backup-test
spec:
backupType: full
serviceAccount: tidb-backup-manager
tableFilter:
- "db1.*"
br:
cluster: demo1
sendCredToTikv: false
clusterNamespace: test1
s3:
provider: aws
region: us-west-1
bucket: my-bucket
prefix: my-folder
备份单张表的数据
以下示例中，备份 db1.table1 表的数据。
---
apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: Backup
metadata:
name: demo1-backup-s3
namespace: backup-test
spec:
backupType: full
serviceAccount: tidb-backup-manager
tableFilter:
- "db1.table1"
br:
cluster: demo1
sendCredToTikv: false
clusterNamespace: test1
s3:
provider: aws
region: us-west-1
bucket: my-bucket
prefix: my-folder
使用表库过滤功能备份多张表的数据
以下示例中，备份 db1.table1 表 和 db1.table2 表的数据。
---
apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: Backup
metadata:
name: demo1-backup-s3
namespace: backup-test
spec:
backupType: full
serviceAccount: tidb-backup-manager
tableFilter:
- "db1.table1"
- "db1.table2"
# ...
br:
cluster: demo1
sendCredToTikv: false
clusterNamespace: test1
s3:
provider: aws
region: us-west-1
bucket: my-bucket
prefix: my-folder
定时快照备份
你可以通过设置备份策略来对 TiDB 集群进行定时备份，同时设置备份的保留策略以避免产生过多的备份。定时快照备份通过自定义的 BackupSchedule CR 对象来描述。每到备份时间点会触发一次快照备份，定时快照备份底层通过 Ad-hoc 快照备份来实现。
前置条件：准备定时快照备份环境
执行快照备份
依据准备 Ad-hoc 备份环境时所选择的远程存储访问授权方式，你需要使用下面对应的方法将数据定时备份到 Amazon S3 存储上：
方法 1：如果通过了 accessKey 和 secretKey 的方式授权，你可以按照以下说明创建
BackupScheduleCR，开启 TiDB 集群定时快照备份：kubectl apply -f backup-scheduler-aws-s3.yamlbackup-scheduler-aws-s3.yaml文件内容如下：--- apiVersion: pingcap.com/v1alpha1 kind: BackupSchedule metadata: name: demo1-backup-schedule-s3 namespace: backup-test spec: #maxBackups: 5 #pause: true maxReservedTime: "3h" schedule: "*/2 * * * *" backupTemplate: backupType: full # Clean outdated backup data based on maxBackups or maxReservedTime. If not configured, the default policy is Retain # cleanPolicy: Delete br: cluster: demo1 clusterNamespace: test1 # logLevel: info # statusAddr: ${status_addr} # concurrency: 4 # rateLimit: 0 # timeAgo: ${time} # checksum: true # sendCredToTikv: true s3: provider: aws secretName: s3-secret region: us-west-1 bucket: my-bucket prefix: my-folder方法 2：如果通过了 IAM 绑定 Pod 的方式授权，你可以按照以下说明创建
BackupScheduleCR，开启 TiDB 集群定时快照备份：kubectl apply -f backup-scheduler-aws-s3.yamlbackup-scheduler-aws-s3.yaml文件内容如下：--- apiVersion: pingcap.com/v1alpha1 kind: BackupSchedule metadata: name: demo1-backup-schedule-s3 namespace: backup-test annotations: iam.amazonaws.com/role: arn:aws:iam::123456789012:role/user spec: #maxBackups: 5 #pause: true maxReservedTime: "3h" schedule: "*/2 * * * *" backupTemplate: backupType: full # Clean outdated backup data based on maxBackups or maxReservedTime. If not configured, the default policy is Retain # cleanPolicy: Delete br: cluster: demo1 sendCredToTikv: false clusterNamespace: test1 # logLevel: info # statusAddr: ${status_addr} # concurrency: 4 # rateLimit: 0 # timeAgo: ${time} # checksum: true s3: provider: aws region: us-west-1 bucket: my-bucket prefix: my-folder方法 3：如果通过了 IAM 绑定 ServiceAccount 的方式授权，你可以按照以下说明创建
BackupScheduleCR，开启 TiDB 集群定时快照备份：kubectl apply -f backup-scheduler-aws-s3.yamlbackup-scheduler-aws-s3.yaml文件内容如下：--- apiVersion: pingcap.com/v1alpha1 kind: BackupSchedule metadata: name: demo1-backup-schedule-s3 namespace: backup-test spec: #maxBackups: 5 #pause: true maxReservedTime: "3h" schedule: "*/2 * * * *" backupTemplate: backupType: full serviceAccount: tidb-backup-manager # Clean outdated backup data based on maxBackups or maxReservedTime. If not configured, the default policy is Retain # cleanPolicy: Delete br: cluster: demo1 sendCredToTikv: false clusterNamespace: test1 # logLevel: info # statusAddr: ${status_addr} # concurrency: 4 # rateLimit: 0 # timeAgo: ${time} # checksum: true s3: provider: aws region: us-west-1 bucket: my-bucket prefix: my-folder
以上 backup-scheduler-aws-s3.yaml 文件配置示例中，backupSchedule 的配置由两部分组成。一部分是 backupSchedule 独有的配置，另一部分是 backupTemplate。
- 关于
backupSchedule独有的配置项具体介绍，请参考 BackupSchedule CR 字段介绍。 backupTemplate用于指定集群及远程存储相关的配置，字段和 Backup CR 中的spec一样，详细介绍可参考 Backup CR 字段介绍。
定时快照备份创建完成后，可以通过以下命令查看定时快照备份的状态：
kubectl get bks -n test1 -o wide
在进行集群恢复时，需要指定备份的路径，可以通过如下命令查看定时快照备份下面所有的备份条目，这些备份的名称以定时快照备份名称为前缀：
kubectl get bk -l tidb.pingcap.com/backup-schedule=demo1-backup-schedule-s3 -n test1
集成管理定时快照备份和日志备份
BackupSchedule CR 可以集成管理 TiDB 集群的定时快照备份和日志备份。通过设置备份的保留时间，可以定期回收快照备份和日志备份，且能保证在保留期内可以通过快照备份和日志备份进行 PITR 恢复。
本节示例创建了名为 integrated-backup-schedule-s3 的 BackupSchedule CR，使用 accessKey 和 secretKey 的方式为例对远程存储进行访问授权，详细的授权方式参考AWS 账号授权。具体操作如下所示。
前置条件：准备定时快照备份环境
创建 BackupSchedule
在
backup-test这个 namespace 中创建一个名为integrated-backup-schedule-s3的BackupScheduleCR。kubectl apply -f integrated-backup-schedule-s3.yamlintegrated-backup-schedule-s3文件内容如下：--- apiVersion: pingcap.com/v1alpha1 kind: BackupSchedule metadata: name: integrated-backup-schedule-s3 namespace: backup-test spec: maxReservedTime: "3h" schedule: "* */2 * * *" backupTemplate: backupType: full cleanPolicy: Delete br: cluster: demo1 clusterNamespace: test1 sendCredToTikv: true s3: provider: aws secretName: s3-secret region: us-west-1 bucket: my-bucket prefix: my-folder-snapshot logBackupTemplate: backupMode: log br: cluster: demo1 clusterNamespace: test1 sendCredToTikv: true s3: provider: aws secretName: s3-secret region: us-west-1 bucket: my-bucket prefix: my-folder-log以上
integrated-backup-schedule-s3.yaml文件配置示例中，backupSchedule的配置由三部分组成：backupSchedule独有的配置，快照备份配置backupTemplate，日志备份配置logBackupTemplate。关于
backupSchedule配置项具体介绍，请参考 BackupSchedule CR 字段介绍。backupSchedule创建完成后，可以通过以下命令查看定时快照备份的状态：kubectl get bks -n backup-test -o wide日志备份会随着
backupSchedule创建，可以通过如下命令查看backupSchedule的status.logBackup，即日志备份名称。kubectl describe bks integrated-backup-schedule-s3 -n backup-test在进行集群恢复时，需要指定备份的路径。你可以通过如下命令查看定时快照备份下面所有的备份条目，在命令输出中
MODE为snapshot的条目为快照备份，MODE为log的条目为日志备份。kubectl get bk -l tidb.pingcap.com/backup-schedule=integrated-backup-schedule-s3 -n backup-testNAME MODE STATUS .... integrated-backup-schedule-s3-2023-03-08t02-45-00 snapshot Complete .... log-integrated-backup-schedule-s3 log Running ....
删除备份的 Backup CR
如果你不再需要已备份的 Backup CR，请参考删除备份的 Backup CR。
故障诊断
在使用过程中如果遇到问题，可以参考故障诊断。