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备份与恢复工具 BR 简介

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。

相比 dumpling,BR 更适合大数据量的场景。

本文介绍了 BR 的工作原理、推荐部署配置、使用限制以及几种使用方式。

工作原理

BR 将备份或恢复操作命令下发到各个 TiKV 节点。TiKV 收到命令后执行相应的备份或恢复操作。

在一次备份或恢复中,各个 TiKV 节点都会有一个对应的备份路径,TiKV 备份时产生的备份文件将会保存在该路径下,恢复时也会从该路径读取相应的备份文件。

br-arch

更多信息请参阅备份恢复设计方案

备份文件类型

备份路径下会生成以下两种类型文件:

  • SST 文件:存储 TiKV 备份下来的数据信息
  • backupmeta 文件:存储本次备份的元信息,包括备份文件数、备份文件的 Key 区间、备份文件大小和备份文件 Hash (sha256) 值
  • backup.lock 文件:用于防止多次备份到同一目录

SST 文件命名格式

SST 文件以 storeID_regionID_regionEpoch_keyHash_cf 的格式命名。格式名的解释如下:

  • storeID:TiKV 节点编号
  • regionID:Region 编号
  • regionEpoch:Region 版本号
  • keyHash:Range startKey 的 Hash (sha256) 值,确保唯一性
  • cf:RocksDB 的 ColumnFamily(默认为 defaultwrite

部署使用 BR 工具

推荐部署配置

  • 推荐 BR 部署在 PD 节点上。
  • 推荐使用一块高性能 SSD 网盘,挂载到 BR 节点和所有 TiKV 节点上,网盘推荐万兆网卡,否则带宽有可能成为备份恢复时的性能瓶颈。

注意:

  • 如果没有挂载网盘或者使用其他共享存储,那么 BR 备份的数据会生成在各个 TiKV 节点上。由于 BR 只备份 leader 副本,所以各个节点预留的空间需要根据 leader size 来预估。
  • 同时由于 TiDB 默认使用 leader count 进行平衡,所以会出现 leader size 差别大的问题,导致各个节点备份数据不均衡。

使用限制

下面是使用 BR 进行备份恢复的几条限制:

  • BR 恢复到 TiCDC / Drainer 的上游集群时,恢复数据无法由 TiCDC / Drainer 同步到下游。
  • BR 只支持在 new_collations_enabled_on_first_bootstrap 开关值相同的集群之间进行操作。这是因为 BR 仅备份 KV 数据。如果备份集群和恢复集群采用不同的排序规则,数据校验会不通过。所以恢复集群时,你需要确保 select VARIABLE_VALUE from mysql.tidb where VARIABLE_NAME='new_collation_enabled'; 语句的开关值查询结果与备份时的查询结果相一致,才可以进行恢复。

兼容性

BR 和 TiDB 集群的兼容性问题分为以下两方面:

  • BR 部分版本和 TiDB 集群的接口不兼容
  • 某些功能在开启或关闭状态下,会导致 KV 格式发生变化,因此备份和恢复期间如果没有统一开启或关闭,就会带来不兼容的问题

下表整理了会导致 KV 格式发生变化的功能。

功能相关 issue解决方式
聚簇索引#565确保备份时 tidb_enable_clustered_index 全局变量和恢复时一致,否则会导致数据不一致的问题,例如 default not found 和数据索引不一致。
New collation#352确保恢复时集群的 new_collations_enabled_on_first_bootstrap 变量值和备份时的一致,否则会导致数据索引不一致和 checksum 通不过。
恢复集群开启 TiCDC 同步#364TiKV 暂不能将 BR ingest 的 SST 文件下推到 TiCDC,因此使用 BR 恢复时候需要关闭 TiCDC。

在上述功能确保备份恢复一致的前提下,BR 和 TiKV/TiDB/PD 还可能因为版本内部协议不一致/接口不一致出现不兼容的问题,因此 BR 内置了版本检查。

版本检查

BR 内置版本会在执行备份和恢复操作前,对 TiDB 集群版本和自身版本进行对比检查。如果大版本不匹配(比如 BR v4.x 和 TiDB v5.x 上),BR 会提示退出。如要跳过版本检查,可以通过设置 --check-requirements=false 强行跳过版本检查。

需要注意的是,跳过检查可能会遇到版本不兼容的问题。BR 和 TiDB 各版本兼容情况如下表所示:

恢复版本(横向)\ 备份版本(纵向)用 BR nightly 恢复 TiDB nightly用 BR v5.0 恢复 TiDB v5.0用 BR v4.0 恢复 TiDB v4.0
用 BR nightly 备份 TiDB nightly❌(如果恢复了使用非整数类型聚簇主键的表到 v4.0 的 TiDB 集群,BR 会无任何警告地导致数据错误)
用 BR v5.0 备份 TiDB v5.0❌(如果恢复了使用非整数类型聚簇主键的表到 v4.0 的 TiDB 集群,BR 会无任何警告地导致数据错误)
用 BR v4.0 备份 TiDB v4.0✅(如果 TiKV >= v4.0.0-rc.1,BR 包含 #233 Bug 修复,且 TiKV 不包含 #7241 Bug 修复,那么 BR 会导致 TiKV 节点重启)
用 BR nightly 或 v5.0 备份 TiDB v4.0❌(当 TiDB 版本小于 v4.0.9 时会出现 #609 问题)❌(当 TiDB 版本小于 v4.0.9 会出现 #609 问题)❌(当 TiDB 版本小于 v4.0.9 会出现 #609 问题)

备份和恢复 mysql 系统库下的表数据(实验特性)

警告:

该功能目前为实验性功能,尚未经过充分测试。不建议在生产环境中使用该功能。

在 v5.1.0 之前,BR 备份时会过滤掉系统库 mysql.* 的表数据。自 v5.1.0 起,BR 默认备份集群内的全部数据,包括系统库 mysql.* 中的数据。但由于恢复 mysql.* 中系统表数据的技术实现尚不完善,因此 BR 默认不恢复系统库 mysql 中的表数据。

如果你希望将系统表(如 mysql.usertable1)的数据恢复到系统库 mysql 中,可以设置 filter 参数 来过滤表名 (-f "mysql.usertable1")。完成设置后,系统库下的表数据会恢复到临时库中,然后通过对临时库表进行重命名的方式恢复到系统库。

由于技术原因,以下系统表不能被正确恢复。即使你指定了 -f "mysql.*",以下表也不会被恢复:

  • 统计信息相关的表:"stats_buckets","stats_extended","stats_feedback","stats_fm_sketch","stats_histograms","stats_meta","stats_top_n"
  • 权限或系统相关的表:"tidb","global_variables","columns_priv","db","default_roles","global_grants","global_priv","role_edges","tables_priv","user","gc_delete_range","gc_delete_range_done","schema_index_usage"

运行 BR 的最低机型配置要求

运行 BR 的最低机型配置要求如下:

CPU内存硬盘类型网络
1 核4 GBHDD千兆网卡

一般场景下(备份恢复的表少于 1000 张),BR 在运行期间的 CPU 消耗不会超过 200%,内存消耗不会超过 4 GB。但在备份和恢复大量数据表时,BR 的内存消耗可能会上升到 4 GB 以上。在实际测试中,备份 24000 张表大概需要消耗 2.7 GB 内存,CPU 消耗维持在 100% 以下。

最佳实践

下面是使用 BR 进行备份恢复的几种推荐操作:

  • 推荐在业务低峰时执行备份操作,这样能最大程度地减少对业务的影响。
  • BR 支持在不同拓扑的集群上执行恢复,但恢复期间对在线业务影响很大,建议低峰期或者限速 (rate-limit) 执行恢复。
  • BR 备份最好串行执行。不同备份任务并行会导致备份性能降低,同时也会影响在线业务。
  • BR 恢复最好串行执行。不同恢复任务并行会导致 Region 冲突增多,恢复的性能降低。
  • 推荐在 -s 指定的备份路径上挂载一个共享存储,例如 NFS。这样能方便收集和管理备份文件。
  • 在使用共享存储时,推荐使用高吞吐的存储硬件,因为存储的吞吐会限制备份或恢复的速度。

使用方式

目前支持以下几种方式来运行 BR 工具,分别是通过 SQL 语句、命令行工具或在 Kubernetes 环境下进行备份恢复。

通过 SQL 语句

TiDB 支持使用 SQL 语句 BACKUPRESTORE 进行备份恢复。如果要查看备份恢复的进度,你可以使用 SHOW BACKUPS|RESTORES 语句。

通过命令行工具

TiDB 支持使用 BR 命令行工具进行备份恢复(需手动下载)。关于 BR 命令行工具的具体使用方法,请参阅使用备份与恢复工具 BR

在 Kubernetes 环境下

目前支持使用 BR 工具备份 TiDB 集群数据到兼容 S3 的存储、Google Cloud Storage 以及持久卷,并作恢复:

注意:

Amazon S3 和 Google Cloud Storage (GCS) 参数描述见外部存储文档。

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