使用 Dumpling 备份 TiDB 集群数据到兼容 S3 的存储

本文详细描述了如何将 Kubernetes 上的 TiDB 集群数据备份到兼容 S3 的存储上。本文档中的“备份”，均是指全量备份（Ad-hoc 全量备份和定时全量备份）。底层通过使用 Dumpling 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。

本文使用的备份方式基于 TiDB Operator 新版（v1.1 及以上）的 CustomResourceDefinition (CRD) 实现。

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。

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。

    1.  kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/pingcap/tidb-operator/master/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。

    1.  kubectl create secret generic backup-demo1-tidb-secret --from-literal=password=${password} --namespace=tidb-cluster

数据库账户权限

  • 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:

  1. CREATE USER 'backup'@'%' IDENTIFIED BY '...';
  2. GRANT
  3.   SELECT, RELOAD, LOCK TABLES, REPLICATION CLIENT
  4.   ON *.*
  5.   TO 'backup'@'%';
  6. GRANT
  7.   UPDATE, SELECT
  8.   ON mysql.tidb
  9.   TO 'backup'@'%';

备份数据到兼容 S3 的存储

注意：

由于 rclone 存在问题，如果使用 Amazon S3 存储备份，并且 Amazon S3 开启了 AWS-KMS 加密，需要在本节示例中的 yaml 文件里添加如下 spec.s3.options 配置以保证备份成功：

  1. spec:
  2.   ...
  3.   s3:
  4.     ...
  5.     options:
  6.     - --ignore-checksum

注意：

如下所示，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

  • 创建 Backup CR，通过 AccessKey 和 SecretKey 授权的方式将数据备份到 Amazon S3：

    1.   kubectl apply -f backup-s3.yaml

    backup-s3.yaml 文件内容如下：

    1.   ---
    2.   apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
    3.   kind: Backup
    4.   metadata:
    5.     name: demo1-backup-s3
    6.     namespace: tidb-cluster
    7.   spec:
    8.     from:
    9.       host: ${tidb_host}
    10.       port: ${tidb_port}
    11.       user: ${tidb_user}
    12.       secretName: backup-demo1-tidb-secret
    13.     s3:
    14.       provider: aws
    15.       secretName: s3-secret
    16.       region: ${region}
    17.       bucket: ${bucket}
    18.       # prefix: ${prefix}
    19.       # storageClass: STANDARD_IA
    20.       # acl: private
    21.       # endpoint:
    22.   # dumpling:
    23.   #  options:
    24.   #  - --threads=16
    25.   #  - --rows=10000
    26.   #  tableFilter:
    27.   #  - "test.*"
    28.     # storageClassName: local-storage
    29.     storageSize: 10Gi

  • 创建 Backup CR，通过 AccessKey 和 SecretKey 授权的方式将数据备份到 Ceph：

    1.   kubectl apply -f backup-s3.yaml

    backup-s3.yaml 文件内容如下：

    1.   ---
    2.   apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
    3.   kind: Backup
    4.   metadata:
    5.     name: demo1-backup-s3
    6.     namespace: tidb-cluster
    7.   spec:
    8.     from:
    9.       host: ${tidb_host}
    10.       port: ${tidb_port}
    11.       user: ${tidb_user}
    12.       secretName: backup-demo1-tidb-secret
    13.     s3:
    14.       provider: ceph
    15.       secretName: s3-secret
    16.       endpoint: ${endpoint}
    17.       # prefix: ${prefix}
    18.       bucket: ${bucket}
    19.   # dumpling:
    20.   #  options:
    21.   #  - --threads=16
    22.   #  - --rows=10000
    23.   #  tableFilter:
    24.   #  - "test.*"
    25.     # storageClassName: local-storage
    26.     storageSize: 10Gi

  • 创建 Backup CR，通过 IAM 绑定 Pod 授权的方式将数据备份到 Amazon S3：

    1.   kubectl apply -f backup-s3.yaml

    backup-s3.yaml 文件内容如下：

    1.   ---
    2.   apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
    3.   kind: Backup
    4.   metadata:
    5.     name: demo1-backup-s3
    6.     namespace: tidb-cluster
    7.     annotations:
    8.       iam.amazonaws.com/role: arn:aws:iam::123456789012:role/user
    9.   spec:
    10.     backupType: full
    11.     from:
    12.       host: ${tidb_host}
    13.       port: ${tidb_port}
    14.       user: ${tidb_user}
    15.       secretName: backup-demo1-tidb-secret
    16.     s3:
    17.       provider: aws
    18.       region: ${region}
    19.       bucket: ${bucket}
    20.       # prefix: ${prefix}
    21.       # storageClass: STANDARD_IA
    22.       # acl: private
    23.       # endpoint:
    24.   # dumpling:
    25.   #  options:
    26.   #  - --threads=16
    27.   #  - --rows=10000
    28.   #  tableFilter:
    29.   #  - "test.*"
    30.     # storageClassName: local-storage
    31.     storageSize: 10Gi

  • 创建 Backup CR，通过 IAM 绑定 ServiceAccount 授权的方式将数据备份到 Amazon S3：

    1.   kubectl apply -f backup-s3.yaml

    backup-s3.yaml 文件内容如下：

    1.   ---
    2.   apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
    3.   kind: Backup
    4.   metadata:
    5.     name: demo1-backup-s3
    6.     namespace: tidb-cluster
    7.   spec:
    8.     backupType: full
    9.     serviceAccount: tidb-backup-manager
    10.     from:
    11.       host: ${tidb_host}
    12.       port: ${tidb_port}
    13.       user: ${tidb_user}
    14.       secretName: backup-demo1-tidb-secret
    15.     s3:
    16.       provider: aws
    17.       region: ${region}
    18.       bucket: ${bucket}
    19.       # prefix: ${prefix}
    20.       # storageClass: STANDARD_IA
    21.       # acl: private
    22.       # endpoint:
    23.   # dumpling:
    24.   #  options:
    25.   #  - --threads=16
    26.   #  - --rows=10000
    27.   #  tableFilter:
    28.   #  - "test.*"
    29.     # storageClassName: local-storage
    30.     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：

  1. options:
  2. - --threads=16
  3. - --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：

  1. 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。

  1. 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：

定时全量备份环境准备

同 Ad-hoc 全量备份环境准备。

定时全量备份数据到 S3 兼容存储

注意：

由于 rclone 存在问题，如果使用 Amazon S3 存储备份，并且 Amazon S3 开启了 AWS-KMS 加密，需要在本节示例中的 yaml 文件里添加如下 spec.backupTemplate.s3.options 配置以保证备份成功：

  1. spec:
  2.   ...
  3.   backupTemplate:
  4.     ...
  5.     s3:
  6.       ...
  7.       options:
  8.       - --ignore-checksum

  • 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：

    1.   kubectl apply -f backup-schedule-s3.yaml

    backup-schedule-s3.yaml 文件内容如下：

    1.   ---
    2.   apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
    3.   kind: BackupSchedule
    4.   metadata:
    5.     name: demo1-backup-schedule-s3
    6.     namespace: tidb-cluster
    7.   spec:
    8.     #maxBackups: 5
    9.     #pause: true
    10.     maxReservedTime: "3h"
    11.     schedule: "*/2 * * * *"
    12.     backupTemplate:
    13.       from:
    14.         host: ${tidb_host}
    15.         port: ${tidb_port}
    16.         user: ${tidb_user}
    17.         secretName: backup-demo1-tidb-secret
    18.       s3:
    19.         provider: aws
    20.         secretName: s3-secret
    21.         region: ${region}
    22.         bucket: ${bucket}
    23.         # prefix: ${prefix}
    24.         # storageClass: STANDARD_IA
    25.         # acl: private
    26.         # endpoint:
    27.     # dumpling:
    28.     #  options:
    29.     #  - --threads=16
    30.     #  - --rows=10000
    31.     #  tableFilter:
    32.     #  - "test.*"
    33.       # storageClassName: local-storage
    34.       storageSize: 10Gi

  • 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：

    1.   kubectl apply -f backup-schedule-s3.yaml

    backup-schedule-s3.yaml 文件内容如下：

    1.   ---
    2.   apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
    3.   kind: BackupSchedule
    4.   metadata:
    5.     name: demo1-backup-schedule-ceph
    6.     namespace: tidb-cluster
    7.   spec:
    8.     #maxBackups: 5
    9.     #pause: true
    10.     maxReservedTime: "3h"
    11.     schedule: "*/2 * * * *"
    12.     backupTemplate:
    13.       from:
    14.         host: ${tidb_host}
    15.         port: ${tidb_port}
    16.         user: ${tidb_user}
    17.         secretName: backup-demo1-tidb-secret
    18.       s3:
    19.         provider: ceph
    20.         secretName: s3-secret
    21.         endpoint: ${endpoint}
    22.         bucket: ${bucket}
    23.         # prefix: ${prefix}
    24.     # dumpling:
    25.     #  options:
    26.     #  - --threads=16
    27.     #  - --rows=10000
    28.     #  tableFilter:
    29.     #  - "test.*"
    30.       # storageClassName: local-storage
    31.       storageSize: 10Gi

  • 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：

    1.   kubectl apply -f backup-schedule-s3.yaml

    backup-schedule-s3.yaml 文件内容如下：

    1.   ---
    2.   apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
    3.   kind: BackupSchedule
    4.   metadata:
    5.     name: demo1-backup-schedule-s3
    6.     namespace: tidb-cluster
    7.     annotations:
    8.       iam.amazonaws.com/role: arn:aws:iam::123456789012:role/user
    9.   spec:
    10.     #maxBackups: 5
    11.     #pause: true
    12.     maxReservedTime: "3h"
    13.     schedule: "*/2 * * * *"
    14.     backupTemplate:
    15.       from:
    16.         host: ${tidb_host}
    17.         port: ${tidb_port}
    18.         user: ${tidb_user}
    19.         secretName: backup-demo1-tidb-secret
    20.       s3:
    21.         provider: aws
    22.         region: ${region}
    23.         bucket: ${bucket}
    24.         # prefix: ${prefix}
    25.         # storageClass: STANDARD_IA
    26.         # acl: private
    27.         # endpoint:
    28.     # dumpling:
    29.     #  options:
    30.     #  - --threads=16
    31.     #  - --rows=10000
    32.     #  tableFilter:
    33.     #  - "test.*"
    34.       # storageClassName: local-storage
    35.       storageSize: 10Gi

  • 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：

    1.   kubectl apply -f backup-schedule-s3.yaml

    backup-schedule-s3.yaml 文件内容如下：

    1.   ---
    2.   apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
    3.   kind: BackupSchedule
    4.   metadata:
    5.     name: demo1-backup-schedule-s3
    6.     namespace: tidb-cluster
    7.   spec:
    8.     #maxBackups: 5
    9.     #pause: true
    10.     maxReservedTime: "3h"
    11.     schedule: "*/2 * * * *"
    12.     serviceAccount: tidb-backup-manager
    13.     backupTemplate:
    14.       from:
    15.         host: ${tidb_host}
    16.         port: ${tidb_port}
    17.         user: ${tidb_user}
    18.         secretName: backup-demo1-tidb-secret
    19.       s3:
    20.         provider: aws
    21.         region: ${region}
    22.         bucket: ${bucket}
    23.         # prefix: ${prefix}
    24.         # storageClass: STANDARD_IA
    25.         # acl: private
    26.         # endpoint:
    27.     # dumpling:
    28.     #  options:
    29.     #  - --threads=16
    30.     #  - --rows=10000
    31.     #  tableFilter:
    32.     #  - "test.*"
    33.       # storageClassName: local-storage
    34.       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：

  1. kubectl get bks -n tidb-cluster -owide

查看定时全量备份下面所有的备份条目：

  1. 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。

注意：

TiDB Operator 会创建一个 PVC，这个 PVC 同时用于 Ad-hoc 全量备份和定时全量备份，备份数据会先存储到 PV，然后再上传到远端存储。如果备份完成后想要删掉这个 PVC，可以参考删除资源先把备份 Pod 删掉，然后再把 PVC 删掉。

假如备份并上传到远端存储成功，TiDB Operator 会自动删除本地的备份文件。如果上传失败，则本地备份文件将被保留。

删除备份的 Backup CR

删除备份的 Backup CR 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。