备份与恢复概述

数据备份是保护数据安全的重要手段之一，为了更好的保护数据安全，openGauss数据库支持三种备份恢复类型，以及多种备份恢复方案，备份和恢复过程中提供数据的可靠性保障机制。

备份与恢复类型可分为逻辑备份与恢复、物理备份与恢复、闪回恢复。

  • 逻辑备份与恢复：通过逻辑导出对数据进行备份，逻辑备份只能基于备份时刻进行数据转储，所以恢复时也只能恢复到备份时保存的数据。对于故障点和备份点之间的数据，逻辑备份无能为力，逻辑备份适合备份那些很少变化的数据，当这些数据因误操作被损坏时，可以通过逻辑备份进行快速恢复。如果通过逻辑备份进行全库恢复，通常需要重建数据库，导入备份数据来完成，对于可用性要求很高的数据库，这种恢复时间太长，通常不被采用。由于逻辑备份具有平台无关性，所以更为常见的是，逻辑备份被作为一个数据迁移及移动的主要手段。

  • 物理备份与恢复：通过物理文件拷贝的方式对数据库进行备份，以磁盘块为基本单位将数据从主机复制到备机。通过备份的数据文件及归档日志等文件，数据库可以进行完全恢复。物理备份速度快，一般被用作对数据进行备份和恢复，用于全量备份的场景。通过合理规划，可以低成本进行备份与恢复。

  • 闪回恢复：利用回收站的闪回恢复删除的表。数据库的回收站功能类似于windows系统的回收站，将删除的表信息保存到回收站中。利用MVCC机制闪回恢复到指定时间点或者CSN点。

    以下为openGauss支持的三类数据备份恢复方案，备份方案也决定了当异常发生时该如何恢复。

    表 1 三种备份恢复类型对比

    备份类型

    应用场景

    支持的介质

    工具名称

    恢复时间

    优缺点

    逻辑备份与恢复

    适合于数据量小的场景。

    可以备份单表和多表，单database和所有database。备份后的数据需要使用gsql或者gs_restore工具恢复。数据量大时，恢复需要较长时间。

    磁盘

    SSD

    gs_dump

    纯文本格式数据恢复时间长。归档格式数据恢复时间中等。

    导出数据库相关信息的工具，用户可以自定义导出一个数据库或其中的对象（模式、表、视图等）。支持导出的数据库可以是默认数据库postgres，也可以是自定义数据库。导出的格式可选择纯文本格式或者归档格式。纯文本格式的数据只能通过gsql进行恢复，恢复时间较长。归档格式的数据只能通过gs_restore进行恢复，恢复时间较纯文本格式短。

    gs_dumpall

    数据恢复时间长。

    导出所有数据库相关信息工具，它可以导出openGauss数据库的所有数据，包括默认数据库postgres的数据、自定义数据库的数据、以及openGauss所有数据库公共的全局对象。

    只能导出纯文本格式的数据，导出的数据只能通过gsql进行恢复，恢复时间较长。

    物理备份与恢复

    适用于数据量大的场景，主要用于全量数据备份恢复，也可对整个数据库中的WAL归档日志和运行日志进行备份。

    gs_backup

    数据量小数据恢复时间快。

    导出数据库相关信息的OM工具，可以导出数据库参数文件和二进制文件。帮助openGauss备份、恢复重要数据、显示帮助信息和版本号信息。在进行备份时，可以选择备份内容的类型，在进行还原时，需要保证各节点备份目录中存在备份文件。在数据库实例恢复时，通过静态配置文件中的数据库实例信息进行恢复。只恢复参数文件恢复时间较短。

    gs_basebackup

    恢复时可以直接拷贝替换原有的文件， 或者直接在备份的库上启动数据库，恢复时间快。

    对服务器数据库文件的二进制进行全量拷贝，只能对数据库某一个时间点的时间作备份。结合PITR恢复，可恢复全量备份时间点后的某一时间点。

    gs_probackup

    恢复时可以直接恢复到某个备份点，在备份的库上启动数据库，恢复时间快。

    gs_probackup是一个用于管理openGauss数据库备份和恢复的工具。它对openGauss 实例进行定期备份。可用于备份单机数据库或者数据库实例主节点，为物理备份。 可备份外部目录的内容，如脚本文件、配置文件、日志文件、dump文件等。 支持增量备份、定期备份和远程备份。增量备份时间相对于全量备份时间比较短，只需要备份修改的文件。当前默认备份是数据目录，如果表空间不在数据目录，需要手动指定备份的表空间目录进行备份。当前只支持在主机上执行备份。

    闪回恢复

    适用于：

    1）误删除表的场景；

    2）需要将表中的数据恢复到指定时间点或者CSN。

    无

    可以将表的状态恢复到指定时间点或者是表结构删除前的状态，恢复时间快。

    闪回技术能够有选择性的高效撤销一个已提交事务的影响，从人为错误中恢复。在采用闪回技术之前，只能通过备份恢复、PITR等手段找回已提交的数据库修改，恢复时长需要数分钟甚至数小时。采用闪回技术后，恢复已提交的数据库修改前的数据，只需要秒级，而且恢复时间和数据库大小无关。

    闪回支持两种恢复模式：

    • 基于MVCC多版本的数据恢复：适用于误删除、误更新、误插入数据的查询和恢复，用户通过配置旧版本保留时间，并执行相应的查询或恢复命令，查询或恢复到指定的时间点或CSN点。
    • 基于类似windows系统回收站的恢复：适用于误DROP、误TRUNCATE的表的恢复。用户通过配置回收站开关，并执行相应的恢复命令，可以将误DROP、误TRUNCATE的表找回。

    当需要进行备份恢复操作时，主要从以下四个方面考虑数据备份方案。

    • 备份对业务的影响在可接受范围。

    • 数据库恢复效率。

      为尽量减小数据库故障的影响，要使恢复时间减到最少，从而使恢复的效率达到最高。

    • 数据可恢复程度。

      当数据库失效后，要尽量减少数据损失。

    • 数据库恢复成本。

    在现网选择备份策略时参考的因素比较多，如备份对象、数据大小、网络配置等，表2列出了可用的备份策略和每个备份策略的适用场景。

    表 2 备份策略典型场景

    备份策略

    关键性能因素

    典型数据量

    性能规格

    数据库实例备份

    • 数据大小
    • 网络配置

    数据：PB级

    对象：约100万个

    备份：

    • 每个主机80 Mbit/s（NBU/EISOO+磁盘）
    • 约90%磁盘I/O速率（SSD/HDD）

    表备份

    • 表所在模式
    • 网络配置（NBU）

    数据：10 TB级

    备份：基于查询性能速度+I/O速度

    说明：

    多表备份时，备份耗时计算方式：

    1. 总时间 = 表数量 x 起步时间 + 数据总量 /  数据备份速度

    其中：

    • 磁盘起步时间为5s左右，NBU起步时间比DISK长（取决于NBU部署方案）。
    • 数据备份速度为单节点50MB/s左右（基于1GB大小的表，物理机备份到本地磁盘得出此速率）。

    表越小，备份性能更低。