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使用文件系统快照备份分片集群

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  • 概述
  • 考虑因素
  • 步骤

概述

本文档介绍了对分片集群的所有组件进行备份的过程。 此过程使用文件系统快照捕获 mongod实例的副本。

重要

要备份分片集群，您必须停止对集群的所有写入。

有关 MongoDB 中的备份，特别是分片集群备份的更多信息，请参阅MongoDB 备份方法和备份和恢复分片集群。

考虑因素

跨分片事务

要使用文件系统快照进行备份，必须首先停止负载均衡器，停止写入，并停止集群上的任何模式转换操作。

MongoDB 提供的备份和恢复操作可以与负载均衡器一起运行，并通过以下服务运行事务：

  • MongoDB Atlas

  • MongoDB Cloud Manager

  • MongoDB Ops Manager

加密存储引擎（仅限 MongoDB Enterprise）

对于使用 AES256-GCM 加密模式的加密存储引擎，AES256-GCM 要求每个进程使用带有密钥的唯一计数器块值。

对于使用 AES256-GCM 密码配置的加密存储引擎：

  • 从热备份恢复
    从 4.2 开始，如果从通过“热”备份（即 mongod 正在运行）获取的文件进行恢复，MongoDB 可以在启动时检测到“脏”密钥，并自动滚动更新数据库密钥以避免重用 IV（初始化向量）。
  • 从冷备份恢复

    不过，如果从通过“冷”备份（即 mongod 未运行）获取的文件进行恢复，MongoDB 无法在启动时检测到“脏”密钥，重用 IV 将导致机密性和完整性保证失效。

    从 4.2 版开始，为了避免从冷文件系统快照恢复后重用密钥，MongoDB 添加了一个新的命令行选项 --eseDatabaseKeyRollover。使用 --eseDatabaseKeyRollover 选项启动时，mongod 实例会滚动使用 AES256-GCM 密码配置的数据库密钥并退出。

提示

  • 一般来说，如果对 MongoDB Enterprise 4.2+ 使用基于文件系统的备份，请尽可能使用“热”备份功能。

  • 对于 MongoDB Enterprise 版本 4.0 及更早版本，如果您使用 AES256-GCM 加密模式，请勿复制数据文件或从文件系统快照（“热”快照或“冷”快照）进行恢复。

平衡器

在捕获备份之前，请务必停止负载均衡器。

如果在您捕获备份时负载均衡器处于活动状态，则备份项目可能不完整或包含重复数据，因为在记录备份时数据段可能会迁移。

精密

在此过程中，您将停止集群负载均衡器并备份配置数据库，然后使用文件系统快照工具备份集群中的每个分片。如果需要系统的精确快照，则需要在拍摄文件系统快照之前停止所有写入；否则，快照将只是一个近似的时间点。

一致性(Consistency)

要备份分片集群，必须使用fsync命令或db.fsyncLock()方法来停止对集群的写入。这可确保数据文件在备份期间不会更改。

通过采用 RAID 10 配置的 Amazon EBS 来创建快照

如果您的部署依赖于 Amazon 的 Elastic Block Storage (EBS)，并在实例中配置了 RAID，则无法使用该平台的快照工具在所有磁盘上获得一致的状态。作为替代方案，您可执行下列操作之一：

版本兼容性

此过程需要支持mongos的 fsync 锁定的 MongoDB 版本。

从 MongoDB7 开始。1 （也可从7 .0 .2 、6 .0 .11 和5 .0 .22 开始）中的fsync fsyncUnlock和可以在 上运行mongos 命令来锁定和解锁分片集群。

步骤

要对分片集群进行自我管理备份，请完成以下步骤：

1

查找备份窗口

数据段迁移、重新分片和模式迁移操作可能会导致备份不一致。要找到执行备份的最佳时间，请监控应用程序和数据库的使用情况，并找到不太可能发生这些操作的时间。

有关更多信息，请参阅为分片集群安排备份窗口。

2

停止负载均衡器

为防止数据段迁移中断备份，请使用sh.stopBalancer()方法停止负载均衡器：

sh.stopBalancer()

如果当前正在进行负载均衡轮次，则该操作会等待负载均衡完成。

要确认负载均衡器已停止，请使用sh.getBalancerState()方法：

sh.getBalancerState()
false

当负载均衡器停止时，该命令会返回false 。

3

锁定集群

写入数据库可能会导致备份不一致。锁定分片集群以保护数据库免遭写入。

要锁定分片集群，请使用db.fsyncLock()方法：

db.getSiblingDB("admin").fsyncLock()

在配置服务器的mongos和主mongod上运行以下聚合管道。要确认锁定，请确保fysncLocked字段返回true且fsyncUnlocked字段返回false 。

db.getSiblingDB("admin").aggregate( [
   {  $currentOp: { } },
   {  $facet: {
      "locked": [
         { $match: { $and: [
            { fsyncLock: { $exists: true } },
            { fsyncLock: true }
         ] } }],
       "unlocked": [
         { $match: { fsyncLock: { $exists: false } } }
       ]
   } },
   {  $project: {
      "fsyncLocked": { $gt: [ { $size: "$locked" }, 0 ] },
      "fsyncUnlocked": { $gt: [ { $size: "$unlocked" }, 0 ] }
   } }
 ] )
[ { fsyncLocked: true }, { fsyncUnlocked: false } ]
4

备份主配置服务器

注意

备份配置服务器会备份分片集群的元数据。您只需备份一个配置服务器，因为它们都保存相同的数据。对 CSRS 主节点执行此步骤。

要创建配置服务器的文件系统快照，请按照创建快照中的步骤进行操作。

5

备份主分片

使用使用文件系统快照进行备份和恢复中的过程，对每个分片的主成员执行文件系统快照。

6

解锁集群

备份完成后，您可以解锁集群以允许恢复写入。

要解锁集群，请使用db.fsyncUnlock()方法：

db.getSibling("admin").fsyncUnlock()

在配置服务器的mongos和主mongod上运行以下聚合管道。要确认解锁，请确保fysncLocked字段返回false且fsyncUnlocked字段返回true 。

db.getSiblingDB("admin").aggregate( [
   {  $currentOp: { } },
   {  $facet: {
      "locked": [
         { $match: { $and: [
            { fsyncLock: { $exists: true } },
            { fsyncLock: true }
         ] } }],
       "unlocked": [
         { $match: { fsyncLock: { $exists: false } } }
       ]
   } },
   { $project: {
      "fsyncLocked": { $gt: [ { $size: "$locked" }, 0 ] },
      "fsyncUnlocked": { $gt: [ { $size: "$unlocked" }, 0 ] }
   } }
 ] )
[ { fsyncLocked: false }, { fsyncUnlocked: true } ]
7

重启负载均衡器

要重新启动负载均衡器，请使用sh.startBalancer()方法：

sh.startBalancer()

要确认负载均衡器正在运行，请使用sh.getBalancerState()方法：

sh.getBalancerState()
true

当负载均衡器正在运行时，该命令会返回true 。

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