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使用 Dumpling 备份 TiDB 集群数据到兼容 S3 的存储

本文档介绍如何将 Kubernetes 上 TiDB 集群的数据备份到兼容 S3 的存储上。本文档中的“备份”，均是指全量备份（即 Ad-hoc 全量备份和定时全量备份）。

本文档介绍的备份方法基于 TiDB Operator（v1.1 及以上）的 CustomResourceDefinition (CRD) 实现，底层使用 Dumpling 工具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。

Dumpling 是一款数据导出工具，该工具可以把存储在 TiDB/MySQL 中的数据导出为 SQL 或者 CSV 格式，可以用于完成逻辑上的全量备份或者导出。

使用场景

如果你需要将 TiDB 集群数据以 Ad-hoc 全量备份或定时全量备份的方式备份至兼容 S3 的存储上，并且对数据备份有以下要求，可考虑本文介绍的备份方案：

  • 导出 SQL 或 CSV 格式的数据
  • 对单条 SQL 语句的内存进行限制
  • 导出 TiDB 的历史数据快照

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。

前置条件

使用 Dumpling 备份 TiDB 集群数据到 S3 前，确保你拥有备份数据库的以下权限：

  • mysql.tidb 表的 SELECT 和 UPDATE 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：SELECT、RELOAD、LOCK 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'@'%';

第 1 步：Ad-hoc 全量备份环境准备

  1. 执行以下命令，根据 backup-rbac.yaml 在 tidb-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/v1.2.7/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

第 2 步：备份数据到兼容 S3 的存储

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

  • 方法 1：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

  • 方法 2：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

  • 方法 3：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

  • 方法 4：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 acl、endpoint、storageClass 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：

第 1 步：定时全量备份环境准备

同 Ad-hoc 全量备份环境准备。

第 2 步：定时全量备份数据到 S3 兼容存储

  • 方法 1：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

  • 方法 2：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

  • 方法 3：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

  • 方法 4：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 backupTemplate。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。backupSchedule 独有配置项介绍可参考 BackupSchedule CR 字段介绍。

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。

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