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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。

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 将 TiDB 集群数据以 Ad-hoc 备份或定时全量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 备份支持全量备份与增量备份。

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。

第 1 步：准备 Ad-hoc 备份环境

  1. 下载文件 backup-rbac.yaml，并执行以下命令在 test1 这个 namespace 中创建备份需要的 RBAC 相关资源：

    kubectl apply -f backup-rbac.yaml -n test1

  2. 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。

  3. 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。

    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：备份数据到兼容 S3 的存储

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 Backup CR 备份集群数据:

    kubectl apply -f backup-aws-s3.yaml

    backup-aws-s3.yaml 文件内容如下：

    ---
apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: Backup
metadata:
  name: demo1-backup-s3
  namespace: test1
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
  # Only needed for TiDB Operator < v1.1.10 or TiDB < v4.0.8
  from:
    host: ${tidb_host}
    port: ${tidb_port}
    user: ${tidb_user}
    secretName: backup-demo1-tidb-secret
  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 Backup CR 备份集群数据:

    kubectl apply -f backup-aws-s3.yaml

    backup-aws-s3.yaml 文件内容如下：

    ---
apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: Backup
metadata:
  name: demo1-backup-s3
  namespace: test1
  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
  # Only needed for TiDB Operator < v1.1.10 or TiDB < v4.0.8
  from:
    host: ${tidb_host}
    port: ${tidb_port}
    user: ${tidb_user}
    secretName: backup-demo1-tidb-secret
  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 Backup CR 备份集群数据:

    kubectl apply -f backup-aws-s3.yaml

    backup-aws-s3.yaml 文件内容如下：

    ---
apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: Backup
metadata:
  name: demo1-backup-s3
  namespace: test1
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
  # Only needed for TiDB Operator < v1.1.10 or TiDB < v4.0.8
  from:
    host: ${tidb_host}
    port: ${tidb_port}
    user: ${tidb_user}
    secretName: backup-demo1-tidb-secret
  s3:
    provider: aws
    region: us-west-1
    bucket: my-bucket
    prefix: my-folder

在配置 backup-aws-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 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。你可以通过如下命令查看备份状态：

kubectl get bk -n test1 -o wide

备份示例

备份全部集群数据
---
apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: Backup
metadata:
  name: demo1-backup-s3
  namespace: test1
spec:
  backupType: full
  serviceAccount: tidb-backup-manager
  br:
    cluster: demo1
    sendCredToTikv: false
    clusterNamespace: test1
  # Only needed for TiDB Operator < v1.1.10 or TiDB < v4.0.8
  # from:
    # host: ${tidb_host}
    # port: ${tidb_port}
    # user: ${tidb_user}
    # secretName: backup-demo1-tidb-secret
  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: test1
spec:
  backupType: full
  serviceAccount: tidb-backup-manager
  tableFilter:
  - "db1.*"
  br:
    cluster: demo1
    sendCredToTikv: false
    clusterNamespace: test1
  # Only needed for TiDB Operator < v1.1.10 or TiDB < v4.0.8
  # from:
    # host: ${tidb_host}
    # port: ${tidb_port}
    # user: ${tidb_user}
    # secretName: backup-demo1-tidb-secret
  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: test1
spec:
  backupType: full
  serviceAccount: tidb-backup-manager
  tableFilter:
  - "db1.table1"
  br:
    cluster: demo1
    sendCredToTikv: false
    clusterNamespace: test1
  # Only needed for TiDB Operator < v1.1.10 or TiDB < v4.0.8
  # from:
    # host: ${tidb_host}
    # port: ${tidb_port}
    # user: ${tidb_user}
    # secretName: backup-demo1-tidb-secret
  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: test1
spec:
  backupType: full
  serviceAccount: tidb-backup-manager
  tableFilter:
  - "db1.table1"
  - "db1.table2"
  # ...
  br:
    cluster: demo1
    sendCredToTikv: false
    clusterNamespace: test1
  # Only needed for TiDB Operator < v1.1.10 or TiDB < v4.0.8
  # from:
    # host: ${tidb_host}
    # port: ${tidb_port}
    # user: ${tidb_user}
    # secretName: backup-demo1-tidb-secret
  s3:
    provider: aws
    region: us-west-1
    bucket: my-bucket
    prefix: my-folder

定时全量备份

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。

第 1 步：准备定时全量备份环境

同准备 Ad-hoc 备份环境。

第 2 步：定时备份数据到兼容 S3 的存储

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 BackupSchedule CR，开启 TiDB 集群定时全量备份：

    kubectl apply -f backup-scheduler-aws-s3.yaml

    backup-scheduler-aws-s3.yaml 文件内容如下：

    ---
apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: BackupSchedule
metadata:
  name: demo1-backup-schedule-s3
  namespace: test1
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
    # Only needed for TiDB Operator < v1.1.10 or TiDB < v4.0.8
    from:
      host: ${tidb_host}
      port: ${tidb_port}
      user: ${tidb_user}
      secretName: backup-demo1-tidb-secret
    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 BackupSchedule CR，开启 TiDB 集群定时全量备份：

    kubectl apply -f backup-scheduler-aws-s3.yaml

    backup-scheduler-aws-s3.yaml 文件内容如下：

    ---
apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: BackupSchedule
metadata:
  name: demo1-backup-schedule-s3
  namespace: test1
  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
    # Only needed for TiDB Operator < v1.1.10 or TiDB < v4.0.8
    from:
      host: ${tidb_host}
      port: ${tidb_port}
      user: ${tidb_user}
      secretName: backup-demo1-tidb-secret
    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 BackupSchedule CR，开启 TiDB 集群定时全量备份：

    kubectl apply -f backup-scheduler-aws-s3.yaml

    backup-scheduler-aws-s3.yaml 文件内容如下：

    ---
apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: BackupSchedule
metadata:
  name: demo1-backup-schedule-s3
  namespace: test1
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
    # Only needed for TiDB Operator < v1.1.10 or TiDB < v4.0.8
    from:
      host: ${tidb_host}
      port: ${tidb_port}
      user: ${tidb_user}
      secretName: backup-demo1-tidb-secret
    s3:
      provider: aws
      region: us-west-1
      bucket: my-bucket
      prefix: my-folder

从以上 backup-scheduler-aws-s3.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。

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 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

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。

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