备份 TiDB 集群到持久卷

本文档介绍如何将 Kubernetes 上 TiDB 集群的数据备份到持久卷上。本文描述的持久卷，指任何 Kubernetes 支持的持久卷类型。本文以备份数据到网络文件系统 (NFS) 存储为例。

本文档介绍的备份方法基于 TiDB Operator 的 CustomResourceDefinition (CRD) 实现，底层使用 BR 工具获取集群数据，然后再将备份数据存储到持久卷。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 将 TiDB 集群数据以 Ad-hoc 备份或定时快照备份的方式备份至持久卷：

需要备份的数据量较大，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）

如有其他备份需求，参考备份与恢复简介选择合适的备份方式。

注意

BR 只支持 TiDB v3.1 及以上版本。
使用 BR 备份出的数据只能恢复到 TiDB 数据库中，无法恢复到其他数据库中。

Ad-hoc 备份

Ad-hoc 备份支持快照备份与增量备份。Ad-hoc 备份通过创建一个自定义的 Backup custom resource (CR) 对象来描述一次备份。TiDB Operator 根据这个 Backup 对象来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。

本文档假设对部署在 Kubernetes test1 这个命名空间中的 TiDB 集群 demo1 进行数据备份，下面是具体操作过程。

第 1 步：准备 Ad-hoc 备份环境

下载文件 backup-rbac.yaml 到执行备份的服务器。
执行以下命令，在 test1 这个命名空间中，创建备份需要的 RBAC 相关资源：
```
kubectl apply -f backup-rbac.yaml -n test1
```

确认可以从 Kubernetes 集群中访问用于存储备份数据的 NFS 服务器，并且你已经配置了 TiKV 挂载跟备份任务相同的 NFS 共享目录到相同的本地目录。TiKV 挂载 NFS 的具体配置方法可以参考如下配置：

spec:
  tikv:
    additionalVolumes:
    # Specify volume types that are supported by Kubernetes, Ref: https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/persistent-volumes/#types-of-persistent-volumes
    - name: nfs
      nfs:
        server: 192.168.0.2
        path: /nfs
    additionalVolumeMounts:
    # This must match `name` in `additionalVolumes`
    - name: nfs
      mountPath: /nfs

如果你使用的 TiDB 版本低于 v4.0.8，你还需要进行以下操作。如果你使用的 TiDB 为 v4.0.8 及以上版本，你可以跳过此步骤。
1. 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。
2. 创建 backup-demo1-tidb-secret secret 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
```

第 2 步：备份数据到持久卷

创建 Backup CR，并将数据备份到 NFS：
```
kubectl apply -f backup-nfs.yaml
```
backup-nfs.yaml 文件内容如下，该示例将 TiDB 集群的数据全量导出备份到 NFS：
```
---
apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: Backup
metadata:
  name: demo1-backup-nfs
  namespace: test1
spec:
  # backupType: full
  br:
    cluster: demo1
    clusterNamespace: test1
    # logLevel: info
    # statusAddr: ${status-addr}
    # concurrency: 4
    # rateLimit: 0
    # checksum: true
    # options:
    # - --lastbackupts=420134118382108673
  local:
    prefix: backup-nfs
    volume:
      name: nfs
      nfs:
        server: ${nfs_server_ip}
        path: /nfs
    volumeMount:
      name: nfs
      mountPath: /nfs
```
在配置 backup-nfs.yaml 文件时，请参考以下信息：
- 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。
- .spec.local 表示持久卷相关配置，详细解释参考 Local 存储字段介绍。
- spec.br 中的一些参数项均可省略，如 logLevel、statusAddr、concurrency、rateLimit、checksum、timeAgo。更多 .spec.br 字段的详细解释参考 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 Backup CR 字段的详细解释，参考 Backup CR 字段介绍。
创建好 Backup CR 后，TiDB Operator 会根据 Backup CR 自动开始备份。你可以通过以下命令查看备份状态：
```
kubectl get bk -n test1 -owide
```

备份示例

备份全部集群数据

---
apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: Backup
metadata:
  name: demo1-backup-nfs
  namespace: test1
spec:
  # backupType: full
  br:
    cluster: demo1
    clusterNamespace: test1
  local:
    prefix: backup-nfs
    volume:
      name: nfs
      nfs:
        server: ${nfs_server_ip}
        path: /nfs
    volumeMount:
      name: nfs
      mountPath: /nfs

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-nfs
  namespace: test1
spec:
  # backupType: full
  tableFilter:
  - "db1.*"
  br:
    cluster: demo1
    clusterNamespace: test1
  local:
    prefix: backup-nfs
    volume:
      name: nfs
      nfs:
        server: ${nfs_server_ip}
        path: /nfs
    volumeMount:
      name: nfs
      mountPath: /nfs

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-nfs
  namespace: test1
spec:
  # backupType: full
  tableFilter:
  - "db1.table1"
  br:
    cluster: demo1
    clusterNamespace: test1
  local:
    prefix: backup-nfs
    volume:
      name: nfs
      nfs:
        server: ${nfs_server_ip}
        path: /nfs
    volumeMount:
      name: nfs
      mountPath: /nfs

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-nfs
  namespace: test1
spec:
  # backupType: full
  tableFilter:
  - "db1.table1"
  - "db1.table2"
  br:
    cluster: demo1
    clusterNamespace: test1
  local:
    prefix: backup-nfs
    volume:
      name: nfs
      nfs:
        server: ${nfs_server_ip}
        path: /nfs
    volumeMount:
      name: nfs
      mountPath: /nfs

定时快照备份

用户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。下面是创建定时快照备份的具体步骤：

第 1 步：准备定时快照备份环境

同 Ad-hoc 备份环境准备。

第 2 步：定时快照备份数据到持久卷

创建 BackupSchedule CR，开启 TiDB 集群的定时快照备份，将数据备份到 NFS：

kubectl apply -f backup-schedule-nfs.yaml

backup-schedule-nfs.yaml 文件内容如下：

---
apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: BackupSchedule
metadata:
  name: demo1-backup-schedule-nfs
  namespace: test1
spec:
  #maxBackups: 5
  #pause: true
  maxReservedTime: "3h"
  schedule: "*/2 * * * *"
  backupTemplate:
    br:
      cluster: demo1
      clusterNamespace: test1
      # logLevel: info
      # statusAddr: ${status-addr}
      # concurrency: 4
      # rateLimit: 0
      # checksum: true
    local:
      prefix: backup-nfs
      volume:
        name: nfs
        nfs:
          server: ${nfs_server_ip}
          path: /nfs
      volumeMount:
        name: nfs
        mountPath: /nfs

从以上 backup-schedule-nfs.yaml 文件配置示例可知，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。

backupSchedule 独有的配置项具体介绍可参考 BackupSchedule CR 字段介绍。
backupTemplate 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，通过以下命令查看备份的状态：
```
kubectl get bks -n test1 -owide
```
查看定时快照备份下面所有的备份条目：
```
kubectl get bk -l tidb.pingcap.com/backup-schedule=demo1-backup-schedule-nfs -n test1
```

删除备份的 Backup CR

备份完成后，你可能需要删除备份的 Backup CR。删除方法可参考删除备份的 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。