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BR 备份与恢复场景示例

Backup & Restore (BR) 是一款分布式的快速备份和恢复工具。

本文介绍 BR 常用的几种备份和恢复场景：

阅读本文，你将能：

  • 正确使用网络盘或本地盘进行备份或恢复
  • 通过相关监控指标了解备份或恢复的状态
  • 了解在备份或恢复时如何调优性能
  • 处理备份时可能发生的异常

目标读者

你需要对 TiDB 和 TiKV 有一定的了解。

在阅读本文前，请确保你已通读 BR 简介，尤其是使用限制和使用建议这两节。

环境准备

本节介绍 TiDB 的推荐部署方式、BR 使用示例中的集群版本、TiKV 集群硬件信息和集群配置。

你可以根据自己的硬件和配置来预估备份恢复的性能。推荐使用网络盘来进行备份和恢复操作，这样可以省去收集备份数据文件的繁琐步骤。尤其在 TiKV 集群规模较大的情况下，使用网络盘可以大幅提升操作效率。

部署方式

推荐使用 TiUP 部署 TiDB 集群，然后通过 TiUP 安装 BR。

集群版本

  • TiDB：v6.1.7
  • TiKV：v6.1.7
  • PD：v6.1.7
  • BR：v6.1.7

TiKV 集群硬件信息

  • 操作系统：CentOS Linux release 7.6.1810 (Core)
  • CPU：16-Core Common KVM processor
  • RAM：32GB
  • 硬盘：500G SSD * 2
  • 网卡：万兆网卡

配置

BR 可以直接将命令下发到 TiKV 集群来执行备份和恢复，不依赖 TiDB server 组件，因此无需对 TiDB server 进行配置。

  • TiKV：默认配置
  • PD：默认配置

其他

除了以上准备工作，执行备份和恢复命令前，还应做如下检查。

备份前的准备工作

BR 工具已支持自适应 GC，会自动将 backupTS（默认是最新的 PD timestamp）注册到 PD 的 safePoint，保证 TiDB 的 GC Safe Point 在备份期间不会向前移动，即可避免手动设置 GC。

运行 br backup 命令进行备份前，请确保用于创建备份的存储设备有足够的空间（具有备份集群的 1/3 的磁盘空间即可）。

恢复前的准备工作

运行 br restore 命令进行恢复前，需要检查新集群，确保集群内没有同名的表。

将单表数据备份到网络盘（推荐生产环境使用）

执行 br backup 命令，将单表数据 --db batchmark --table order_line 备份到指定的网络盘路径 local:///br_data 下。

前置要求

  • 备份前的准备工作。
  • 配置一台高性能 SSD 硬盘主机为 NFS server 存储数据。其他所有 BR 节点、TiKV 节点和 TiFlash 节点为 NFS client，挂载相同的路径（例如 /br_data）到 NFS server 上以访问 NFS server。
  • NFS server 和 NFS client 间的数据传输速率至少要达到备份集群的 TiKV 实例数 * 150MB/s。否则，网络 I/O 有可能成为性能瓶颈。

部署拓扑

部署拓扑如下图所示：

img

运行备份

运行 BR 备份命令：

bin/br backup table \
    --db batchmark \
    --table order_line \
    -s local:///br_data \
    --pd ${PD_ADDR}:2379 \
    --log-file backup-nfs.log

备份过程中的运行指标

在 BR 备份过程中，需关注以下监控面版中的运行指标来了解备份的状态。

Backup CPU Utilization：参与备份的 TiKV 节点（例如 backup-worker 和 backup-endpoint）的 CPU 使用率。

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IO Utilization：参与备份的 TiKV 节点的 I/O 使用率。

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BackupSST Generation Throughput：参与备份的 TiKV 节点生成 backupSST 文件的吞吐。正常时单个 TiKV 节点的吞吐在 150 MB/s 左右。

img

One Backup Range Duration：备份一个 range 的操作耗时，包括扫描耗时 (scan KV) 和保存耗时（保存为 backupSST 文件）。

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One Backup Subtask Duration：一次备份任务会被拆分成多个子任务。该监控项显示子任务的耗时。

img

Backup Errors：备份过程中的错误。正常时无错误。即使出现少量错误，备份操作也有重试机制，可能会导致备份时间增加，但不会影响备份的正确性。

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Checksum Request Duration：对备份集群执行 admin checksum 的耗时统计。

img

结果解读

BR 会在备份结束时输出备份总结到控制台。

同时在之前设置的日志存放路径，可以获取此次备份的相关统计信息。在日志中搜关键字 "summary"，可以看到以下信息：

["Full backup Success summary:
    total backup ranges: 2,
    total success: 2,
    total failed: 0,
    total take(Full backup time): 31.802912166s,
    total take(real time): 49.799662427s,
    total size(MB): 5997.49,
    avg speed(MB/s): 188.58,
    total kv: 120000000"]
    ["backup checksum"=17.907153678s]
    ["backup fast checksum"=349.333µs]
    ["backup total regions"=43]
    [BackupTS=422618409346269185]
    [Size=826765915]

以上日志信息中包含以下内容：

  • total take(Full backup time)：备份耗时
  • total take(real time)：程序运行总耗时
  • total size(MB)：备份数据大小
  • avg speed(MB/s)：备份吞吐
  • total kv：备份 KV 对数
  • backup checksum：校验耗时
  • backup fast checksum：计算各表 checksum、KV 和 bytes 信息总和的耗时
  • backup total regions：备份 Region 总数
  • BackupTS：备份存档的快照时间戳
  • Size：备份存档经压缩后在磁盘中的实际大小

通过以上数据可以计算得到单个 TiKV 实例的吞吐为：avg speed(MB/s)/tikv_count = 62.86。

性能调优

如果 TiKV 的资源使用没有出现明显的瓶颈（例如备份过程中的运行指标中的 Backup CPU Utilization 最高为 1500% 左右，IO Utilization 普遍低于 30%），可以尝试调大 --concurrency（默认是 4）参数以进行性能调优。

示例如下：

bin/br backup table \
    --db batchmark \
    --table order_line \
    -s local:///br_data/ \
    --pd ${PD_ADDR}:2379 \
    --log-file backup-nfs.log \
    --concurrency 16

img

img

性能调优后的结果如下（保持数据大小不变）：

  • 备份耗时 (total take(s))：从 986.43 减少到 535.53
  • 数据大小 (total size(MB))：353227.18
  • 备份吞吐 (avg speed(MB/s))：从 358.09 提升到 659.59
  • 单个 TiKV 实例的吞吐 (avg speed(MB/s)/tikv_count)：从 89 提升到 164.89

从网络盘恢复备份数据（推荐生产环境使用）

使用 br restore 命令，将一份完整的备份数据恢复到一个离线集群。暂不支持恢复到在线集群。

前置要求

恢复前的准备工作

部署拓扑

部署拓扑如下图所示：

img

运行恢复

运行 br restore 命令：

bin/br restore table --db batchmark --table order_line -s local:///br_data --pd 172.16.5.198:2379 --log-file restore-nfs.log

恢复过程中的运行指标

在 BR 恢复过程中，需关注以下监控面版中的运行指标来了解恢复的状态。

CPU：参与恢复的 TiKV 节点 CPU 使用率。

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IO Utilization：参与恢复的 TiKV 节点的 I/O 使用率。

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Region 分布：Region 分布越均匀，说明恢复资源利用越充分。

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Process SST Duration：处理 SST 文件的延迟。恢复一张表时，如果 tableID 发生了变化，需要对 tableID 进行 rewrite，否则会进行 rename。通常 rewrite 延迟要高于 rename 的延迟。

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DownLoad SST Throughput：从 External Storage 下载 SST 文件的吞吐。

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Restore Errors：恢复过程中的错误。

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Checksum Request Duration：对恢复集群执行 admin checksum 的耗时统计，会比备份时的 checksum 延迟高。

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结果解读

在之前设置的日志存放路径，可以获取此次恢复相关的统计信息。在日志中搜关键字 "summary"，可以看到以下信息：

["Table Restore summary:
    total restore tables: 1,
    total success: 1,
    total failed: 0,
    total take(Full restore time): 17m1.001611365s,
    total take(real time): 16m1.371611365s,
    total kv: 5659888624,
    total size(MB): 353227.18,
    avg speed(MB/s): 367.42"]
    ["restore files"=9263]
    ["restore ranges"=6888]
    ["split region"=49.049182743s]
    ["restore checksum"=6m34.879439498s]
    [Size=48693068713]

以上日志信息中包含以下内容：

  • total take(Full restore time)：恢复耗时
  • total take(real time)：程序运行总耗时
  • total size(MB)：恢复数据大小
  • total kv：恢复 KV 对数
  • avg speed(MB/s)：恢复吞吐
  • split region：Region split 耗时
  • restore checksum：校验耗时
  • Size：恢复存档在磁盘中的实际大小

根据上表数据可以计算得到：

  • 单个 TiKV 吞吐：avg speed(MB/s)/tikv_count = 91.8
  • 单个 TiKV 平均恢复速度：total size(MB)/(split time + restore time)/tikv_count = 87.4

性能调优

如果 TiKV 资源使用没有明显的瓶颈，可以尝试调大 --concurrency 参数（默认为 128）进行性能调优，示例如下：

bin/br restore table --db batchmark --table order_line -s local:///br_data/ --pd 172.16.5.198:2379 --log-file restore-concurrency.log --concurrency 1024

性能调优后的结果如下（保持数据大小不变）：

  • 恢复耗时（total take(s)）：从 961.37 减少到 443.49
  • 恢复吞吐（avg speed(MB/s)）：从 367.42 提升到 796.47
  • 单个 TiKV 实例的吞吐（avg speed(MB/s)/tikv_count）：从 91.8 提升到 199.1
  • 单个 TiKV 实例的平均恢复速度（total size(MB)/(split time + restore time)/tikv_count）：从 87.4 提升到 162.3

将单表数据备份到本地磁盘（推荐测试环境试用）

使用 br backup 命令，将单表数据 --db batchmark --table order_line 备份到指定的本地磁盘路径 local:///home/tidb/backup_local 下。

前置要求

  • 备份前的准备工作。
  • 各个 TiKV 节点有单独的磁盘用来存放 backupSST 数据。
  • backup_endpoint 节点有单独的磁盘用来存放备份的 backupmeta 文件。
  • TiKV 和 backup_endpoint 节点需要有相同的备份目录，例如 /home/tidb/backup_local。

部署拓扑

img

运行备份

运行 br backup 命令：

bin/br backup table \
    --db batchmark \
    --table order_line \
    -s local:///home/tidb/backup_local/ \
    --pd ${PD_ADDR}:2379 \
    --log-file backup_local.log

运行备份时，参考备份过程中的运行指标对相关指标进行监控，以了解备份状态。

结果解读

在之前设置的日志存放路径，可以获取此次备份相关的统计信息。在日志中搜关键字 "summary"，可以看到以下信息：

["Table backup summary:
    total backup ranges: 4,
    total success: 4,
    total failed: 0,
    total take(s): 551.31,
    total kv: 5659888624,
    total size(MB): 353227.18,
    avg speed(MB/s): 640.71"]
    ["backup total regions"=6795]
    ["backup checksum"=6m33.962719217s]
    ["backup fast checksum"=22.995552ms]

以上日志信息中包含以下内容：

  • total take(s)：备份耗时
  • total size(MB)：数据大小
  • avg speed(MB/s)：备份吞吐
  • backup checksum：校验耗时

根据上表数据可以计算得到单个 TiKV 实例的吞吐：avg speed(MB/s)/tikv_count = 160。

从本地磁盘恢复备份数据（推荐测试环境试用）

使用 br restore 命令，将一份完整的备份数据恢复到一个离线集群。暂不支持恢复到在线集群。

前置要求

  • 恢复前的准备工作。
  • 集群中没有与备份数据相同的库表。目前 BR 不支持 table route。
  • 集群中各个 TiKV 节点有单独的磁盘用来存放要恢复的 backupSST 数据。
  • restore_endpoint 节点有单独的磁盘用来存放要恢复的 backupmeta 文件。
  • 集群中 TiKV 和 restore_endpoint 节点需要有相同的备份目录，例如 /home/tidb/backup_local/。

如果备份数据存放在本地磁盘，那么需要执行以下的步骤：

  1. 汇总所有 backupSST 文件到一个统一的目录下。
  2. 将汇总后的 backupSST 文件到复制到集群的所有 TiKV 节点下。
  3. 将 backupmeta 文件复制到到 restore endpoint 节点下。

部署拓扑

img

运行恢复

运行 br restore 命令：

bin/br restore table --db batchmark --table order_line -s local:///home/tidb/backup_local/ --pd 172.16.5.198:2379 --log-file restore_local.log

运行恢复时，参考恢复过程中的运行指标对相关指标进行监控，以了解恢复状态。

结果解读

在之前设置的日志存放路径，可以获取此次恢复相关的统计信息。在日志中搜关键字 "summary"，可以看到以下信息：

["Table Restore summary:
    total restore tables: 1,
    total success: 1,
    total failed: 0,
    total take(s): 908.42,
    total kv: 5659888624,
    total size(MB): 353227.18,
    avg speed(MB/s): 388.84"]
    ["restore files"=9263]
    ["restore ranges"=6888]
    ["split region"=58.7885518s]
    ["restore checksum"=6m19.349067937s]

以上日志信息中包含以下内容：

  • total take(s)：恢复耗时
  • total size(MB)：数据大小
  • avg speed(MB/s)：恢复吞吐
  • split region：Region split 耗时
  • restore checksum：校验耗时

根据上表数据可以计算得到：

  • 单个 TiKV 实例的吞吐：avg speed(MB/s)/tikv_count = 97.2
  • 单个 TiKV 实例的平均恢复速度：total size(MB)/(split time + restore time)/tikv_count = 92.4

备份过程中的异常处理

本节介绍如何处理备份过程中出现的常见错误。

备份日志中出现 key locked Error

日志中的错误消息：log - ["backup occur kv error"][error="{\"KvError\":{\"locked\":

如果在备份过程中遇到 key 被锁住，目前 BR 会尝试清锁。少量报错不会影响备份的正确性。

备份失败

日志中的错误消息：log - Error: msg:"Io(Custom { kind: AlreadyExists, error: \"[5_5359_42_123_default.sst] is already exists in /dir/backup_local/\" })"

若备份失败并出现以上错误消息，采取以下其中一种操作后再重新备份：

  • 更换备份数据目录。例如将 /dir/backup-2020-01-01/ 改为 /dir/backup_local/。
  • 删除所有 TiKV 和 BR 节点的备份目录。

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