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使用 Dumpling 备份 TiDB 集群数据到兼容 S3 的存储

本文详细描述了如何将 Kubernetes 上的 TiDB 集群数据备份到兼容 S3 的存储上。本文档中的“备份”,均是指全量备份(Ad-hoc 全量备份和定时全量备份)。底层通过使用 Dumpling 获取集群的逻辑备份,然后在将备份数据上传到兼容 S3 的存储上。

本文使用的备份方式基于 TiDB Operator 新版(v1.1 及以上)的 CustomResourceDefinition (CRD) 实现。

Ad-hoc 全量备份

Ad-hoc 全量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。

目前兼容 S3 的存储中,Ceph 和 Amazon S3 经测试可正常工作。下文提供了如何将 TiDB 集群的数据备份到 Ceph 和 Amazon S3 这两种存储的示例。示例假设对部署在 Kubernetes tidb-cluster 这个 namespace 中的 TiDB 集群 demo1 进行数据备份,以下是具体的操作过程。

Ad-hoc 全量备份环境准备

  1. 执行以下命令,根据 backup-rbac.yamltidb-cluster 命名空间创建基于角色的访问控制 (RBAC) 资源。

    kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/pingcap/tidb-operator/master/manifests/backup/backup-rbac.yaml -n tidb-cluster
  2. 远程存储访问授权。

    如果使用 Amazon S3 来备份集群,可以使用三种权限授予方式授予权限,参考 AWS 账号授权授权访问兼容 S3 的远程存储;使用 Ceph 作为后端存储测试备份时,是通过 AccessKey 和 SecretKey 模式授权,设置方式可参考通过 AccessKey 和 SecretKey 授权

  3. 创建 backup-demo1-tidb-secret secret。该 secret 存放用于访问 TiDB 集群的 root 账号和密钥。

    kubectl create secret generic backup-demo1-tidb-secret --from-literal=password=${password} --namespace=tidb-cluster

数据库账户权限

  • mysql.tidb 表的 SELECTUPDATE 权限:备份前后,Backup CR 需要一个拥有该权限的数据库账户,用于调整 GC 时间。
  • 全局权限:SELECTRELOADLOCK TABLES、和 REPLICATION CLIENT

以下是如何创建一个备份用户的示例:

CREATE USER 'backup'@'%' IDENTIFIED BY '...';
GRANT
  SELECT, RELOAD, LOCK TABLES, REPLICATION CLIENT
  ON *.*
  TO 'backup'@'%';
GRANT
  UPDATE, SELECT
  ON mysql.tidb
  TO 'backup'@'%';

备份数据到兼容 S3 的存储

注意:

由于 rclone 存在问题,如果使用 Amazon S3 存储备份,并且 Amazon S3 开启了 AWS-KMS 加密,需要在本节示例中的 yaml 文件里添加如下 spec.s3.options 配置以保证备份成功:

spec:
  ...
  s3:
    ...
    options:
    - --ignore-checksum

注意:

如下所示,本节提供了存储访问的多种方法。只需使用符合你情况的方法即可。

  • 通过导入 AccessKey 和 SecretKey 备份到 Amazon S3 的方法
  • 通过导入 AccessKey 和 SecretKey 备份到 Ceph 的方法
  • 通过绑定 IAM 与 Pod 的方式备份到 Amazon S3 的方法
  • 通过绑定 IAM 与 ServiceAccount 的方式备份到 Amazon S3 的方法
  • 创建 Backup CR,通过 AccessKey 和 SecretKey 授权的方式将数据备份到 Amazon S3:

    kubectl apply -f backup-s3.yaml

    backup-s3.yaml 文件内容如下:

    ---
    apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
    kind: Backup
    metadata:
      name: demo1-backup-s3
      namespace: tidb-cluster
    spec:
      from:
        host: ${tidb_host}
        port: ${tidb_port}
        user: ${tidb_user}
        secretName: backup-demo1-tidb-secret
      s3:
        provider: aws
        secretName: s3-secret
        region: ${region}
        bucket: ${bucket}
        # prefix: ${prefix}
        # storageClass: STANDARD_IA
        # acl: private
        # endpoint:
    # dumpling:
    #  options:
    #  - --threads=16
    #  - --rows=10000
    #  tableFilter:
    #  - "test.*"
      # storageClassName: local-storage
      storageSize: 10Gi
  • 创建 Backup CR,通过 AccessKey 和 SecretKey 授权的方式将数据备份到 Ceph:

    kubectl apply -f backup-s3.yaml

    backup-s3.yaml 文件内容如下:

    ---
    apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
    kind: Backup
    metadata:
      name: demo1-backup-s3
      namespace: tidb-cluster
    spec:
      from:
        host: ${tidb_host}
        port: ${tidb_port}
        user: ${tidb_user}
        secretName: backup-demo1-tidb-secret
      s3:
        provider: ceph
        secretName: s3-secret
        endpoint: ${endpoint}
        # prefix: ${prefix}
        bucket: ${bucket}
    # dumpling:
    #  options:
    #  - --threads=16
    #  - --rows=10000
    #  tableFilter:
    #  - "test.*"
      # storageClassName: local-storage
      storageSize: 10Gi
  • 创建 Backup CR,通过 IAM 绑定 Pod 授权的方式将数据备份到 Amazon S3:

    kubectl apply -f backup-s3.yaml

    backup-s3.yaml 文件内容如下:

    ---
    apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
    kind: Backup
    metadata:
      name: demo1-backup-s3
      namespace: tidb-cluster
      annotations:
        iam.amazonaws.com/role: arn:aws:iam::123456789012:role/user
    spec:
      backupType: full
      from:
        host: ${tidb_host}
        port: ${tidb_port}
        user: ${tidb_user}
        secretName: backup-demo1-tidb-secret
      s3:
        provider: aws
        region: ${region}
        bucket: ${bucket}
        # prefix: ${prefix}
        # storageClass: STANDARD_IA
        # acl: private
        # endpoint:
    # dumpling:
    #  options:
    #  - --threads=16
    #  - --rows=10000
    #  tableFilter:
    #  - "test.*"
      # storageClassName: local-storage
      storageSize: 10Gi
  • 创建 Backup CR,通过 IAM 绑定 ServiceAccount 授权的方式将数据备份到 Amazon S3:

    kubectl apply -f backup-s3.yaml

    backup-s3.yaml 文件内容如下:

    ---
    apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
    kind: Backup
    metadata:
      name: demo1-backup-s3
      namespace: tidb-cluster
    spec:
      backupType: full
      serviceAccount: tidb-backup-manager
      from:
        host: ${tidb_host}
        port: ${tidb_port}
        user: ${tidb_user}
        secretName: backup-demo1-tidb-secret
      s3:
        provider: aws
        region: ${region}
        bucket: ${bucket}
        # prefix: ${prefix}
        # storageClass: STANDARD_IA
        # acl: private
        # endpoint:
    # dumpling:
    #  options:
    #  - --threads=16
    #  - --rows=10000
    #  tableFilter:
    #  - "test.*"
      # storageClassName: local-storage
      storageSize: 10Gi

上述示例将 TiDB 集群的数据全量导出备份到 Amazon S3 和 Ceph 上。Amazon S3 的 aclendpointstorageClass 配置项均可以省略。其余非 Amazon S3 的但是兼容 S3 的存储均可使用和 Amazon S3 类似的配置。可参考上面例子中 Ceph 的配置,省略不需要配置的字段。更多兼容 S3 的存储相关配置参考 S3 存储字段介绍

以上示例中,.spec.dumpling 表示 Dumpling 相关的配置,可以在 options 字段指定 Dumpling 的运行参数,详情见 Dumpling 使用文档;默认情况下该字段可以不用配置。当不指定 Dumpling 的配置时,options 字段的默认值如下:

options:
- --threads=16
- --rows=10000

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,可通过如下命令查看备份状态:

kubectl get bk -n tidb-cluster -owide

要获取一个 Backup job 的详细信息,请使用以下命令。对于此命令中的 $backup_job_name,请使用上一条命令输出中的名称。

kubectl describe bk -n tidb-cluster $backup_job_name

如果要再次运行 Ad-hoc 备份,你需要删除备份的 Backup CR 并重新创建。

定时全量备份

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。定时全量备份通过自定义的 BackupSchedule CR 对象来描述。每到备份时间点会触发一次全量备份,定时全量备份底层通过 Ad-hoc 全量备份来实现。下面是创建定时全量备份的具体步骤:

定时全量备份环境准备

Ad-hoc 全量备份环境准备

定时全量备份数据到 S3 兼容存储

注意:

由于 rclone 存在问题,如果使用 Amazon S3 存储备份,并且 Amazon S3 开启了 AWS-KMS 加密,需要在本节示例中的 yaml 文件里添加如下 spec.backupTemplate.s3.options 配置以保证备份成功:

spec:
  ...
  backupTemplate:
    ...
    s3:
      ...
      options:
      - --ignore-checksum
  • 创建 BackupSchedule CR 开启 TiDB 集群的定时全量备份,通过 AccessKey 和 SecretKey 授权的方式将数据备份到 Amazon S3:

    kubectl apply -f backup-schedule-s3.yaml

    backup-schedule-s3.yaml 文件内容如下:

    ---
    apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
    kind: BackupSchedule
    metadata:
      name: demo1-backup-schedule-s3
      namespace: tidb-cluster
    spec:
      #maxBackups: 5
      #pause: true
      maxReservedTime: "3h"
      schedule: "*/2 * * * *"
      backupTemplate:
        from:
          host: ${tidb_host}
          port: ${tidb_port}
          user: ${tidb_user}
          secretName: backup-demo1-tidb-secret
        s3:
          provider: aws
          secretName: s3-secret
          region: ${region}
          bucket: ${bucket}
          # prefix: ${prefix}
          # storageClass: STANDARD_IA
          # acl: private
          # endpoint:
      # dumpling:
      #  options:
      #  - --threads=16
      #  - --rows=10000
      #  tableFilter:
      #  - "test.*"
        # storageClassName: local-storage
        storageSize: 10Gi
  • 创建 BackupSchedule CR 开启 TiDB 集群的定时全量备份,通过 AccessKey 和 SecretKey 授权的方式将数据备份到 Ceph:

    kubectl apply -f backup-schedule-s3.yaml

    backup-schedule-s3.yaml 文件内容如下:

    ---
    apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
    kind: BackupSchedule
    metadata:
      name: demo1-backup-schedule-ceph
      namespace: tidb-cluster
    spec:
      #maxBackups: 5
      #pause: true
      maxReservedTime: "3h"
      schedule: "*/2 * * * *"
      backupTemplate:
        from:
          host: ${tidb_host}
          port: ${tidb_port}
          user: ${tidb_user}
          secretName: backup-demo1-tidb-secret
        s3:
          provider: ceph
          secretName: s3-secret
          endpoint: ${endpoint}
          bucket: ${bucket}
          # prefix: ${prefix}
      # dumpling:
      #  options:
      #  - --threads=16
      #  - --rows=10000
      #  tableFilter:
      #  - "test.*"
        # storageClassName: local-storage
        storageSize: 10Gi
  • 创建 BackupSchedule CR 开启 TiDB 集群的定时全量备份,通过 IAM 绑定 Pod 授权的方式将数据备份到 Amazon S3:

    kubectl apply -f backup-schedule-s3.yaml

    backup-schedule-s3.yaml 文件内容如下:

    ---
    apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
    kind: BackupSchedule
    metadata:
      name: demo1-backup-schedule-s3
      namespace: tidb-cluster
      annotations:
        iam.amazonaws.com/role: arn:aws:iam::123456789012:role/user
    spec:
      #maxBackups: 5
      #pause: true
      maxReservedTime: "3h"
      schedule: "*/2 * * * *"
      backupTemplate:
        from:
          host: ${tidb_host}
          port: ${tidb_port}
          user: ${tidb_user}
          secretName: backup-demo1-tidb-secret
        s3:
          provider: aws
          region: ${region}
          bucket: ${bucket}
          # prefix: ${prefix}
          # storageClass: STANDARD_IA
          # acl: private
          # endpoint:
      # dumpling:
      #  options:
      #  - --threads=16
      #  - --rows=10000
      #  tableFilter:
      #  - "test.*"
        # storageClassName: local-storage
        storageSize: 10Gi
  • 创建 BackupSchedule CR 开启 TiDB 集群的定时全量备份,通过 IAM 绑定 ServiceAccount 授权的方式将数据备份到 Amazon S3:

    kubectl apply -f backup-schedule-s3.yaml

    backup-schedule-s3.yaml 文件内容如下:

    ---
    apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
    kind: BackupSchedule
    metadata:
      name: demo1-backup-schedule-s3
      namespace: tidb-cluster
    spec:
      #maxBackups: 5
      #pause: true
      maxReservedTime: "3h"
      schedule: "*/2 * * * *"
      serviceAccount: tidb-backup-manager
      backupTemplate:
        from:
          host: ${tidb_host}
          port: ${tidb_port}
          user: ${tidb_user}
          secretName: backup-demo1-tidb-secret
        s3:
          provider: aws
          region: ${region}
          bucket: ${bucket}
          # prefix: ${prefix}
          # storageClass: STANDARD_IA
          # acl: private
          # endpoint:
      # dumpling:
      #  options:
      #  - --threads=16
      #  - --rows=10000
      #  tableFilter:
      #  - "test.*"
        # storageClassName: local-storage
        storageSize: 10Gi

定时全量备份创建完成后,可以通过以下命令查看定时全量备份的状态:

kubectl get bks -n tidb-cluster -owide

查看定时全量备份下面所有的备份条目:

kubectl get bk -l tidb.pingcap.com/backup-schedule=demo1-backup-schedule-s3 -n tidb-cluster

从以上示例可知,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 backupTemplatebackupTemplate 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backupSchedule 独有配置项介绍可参考 BackupSchedule CR 字段介绍

注意:

TiDB Operator 会创建一个 PVC,这个 PVC 同时用于 Ad-hoc 全量备份和定时全量备份,备份数据会先存储到 PV,然后再上传到远端存储。如果备份完成后想要删掉这个 PVC,可以参考删除资源先把备份 Pod 删掉,然后再把 PVC 删掉。

假如备份并上传到远端存储成功,TiDB Operator 会自动删除本地的备份文件。如果上传失败,则本地备份文件将被保留。

删除备份的 Backup CR

删除备份的 Backup CR 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