备份和恢复集群

本页面介绍如何手动创建和恢复 GKE On-Prem 管理员集群和用户集群的备份。本页面还提供了可用于自动备份集群的脚本。

您应该创建备份，以便从可能会破坏 etcd 数据和 Secret 的可预见灾难中恢复数据。请务必将备份存储在集群之外的位置，并且该位置不依赖于集群的操作。如果您想要安全，也可以考虑创建备份的副本。

虽然每个集群中运行的 etcd 事件 pod 对恢复用户集群并不重要，但您可以按照类似的过程进行备份。

限制

• 备份应用专用数据超出了此功能的范围。
• 在您手动轮替之前，Secret 将一直有效。
• 创建备份后安排的工作负载不会随该备份一起恢复。
• 目前，您无法从失败的集群升级中恢复数据。
• 此过程不适用于恢复已删除的集群。

已知问题

运行 sudo 命令时，您可能会遇到以下错误：

sudo: unable to resolve host gke-admin-master-[CLUSTER_ID]

如果遇到该错误，请将以下行添加到 /etc/hosts 文件中：

127.0.0.1 gke-admin-master-[CLUSTER_ID]

用户集群备份

用户集群备份包含用户集群的 etcd 快照。集群的 etcd 包含所有 Kubernetes 对象以及管理集群状态所需的任何自定义对象等内容。此快照包含重新创建集群组件和工作负载所需的数据。

备份用户集群

用户集群的 etcd 存储在其控制层面节点中，您可以使用管理员集群的 kubeconfig 进行访问。

要创建 etcd 的快照，请执行以下步骤：

1. 通过 shell 进入 kube-etcd 容器：

   kubectl --kubeconfig [ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG] exec \
   -it -n [USER_CLUSTER_NAME] kube-etcd-0 -c \
   kube-etcd -- bin/sh

   其中：

   • [ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG] 是管理员集群的 kubeconfig 文件。
   • [USER_CLUSTER_NAME] 是用户集群的名称。具体来说，您是在管理员集群中传入一个以用户集群命名的命名空间。

2. 在 shell 中，使用 etcdctl 在本地目录中创建一个名为 snapshot.db 的备份：

   ETCDCTL_API=3 etcdctl --endpoints=https://127.0.0.1:2379 \
   --cacert=/etcd.local.config/certificates/etcdCA.crt \
   --cert=/etcd.local.config/certificates/etcd.crt --key=/etcd.local.config/certificates/etcd.key \
   snapshot save snapshot.db

3. 退出该容器：

   exit

4. 使用 kubectl cp 从 kube-etcd 容器中复制备份：

   kubectl --kubeconfig [ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG] cp \
   [USER_CLUSTER_NAME]/kube-etcd-0:snapshot.db [DIRECTORY] -c kube-etcd

   其中，[RELATIVE_DIRECTORY] 是存储备份的路径。

恢复用户集群备份

• 在恢复备份之前，请务必诊断集群并解决现有问题。将备份恢复到有问题的集群可能会重新创建或加剧问题。请联系 GKE On-Prem 支持团队，以获取有关恢复集群的更多帮助。

• 如果您创建了一个高可用性用户集群，则应为每一个 etcd 集群成员运行一次这些步骤。您可以在恢复每个 etcd 成员时使用相同的快照。除非所有 etcd pod 都崩溃循环，否则请勿执行这些步骤：这表示存在数据损坏。

etcd pod 崩溃循环

以下说明介绍在用户集群的 etcd 数据已损坏且其 etcd pod 出现崩溃循环时如何恢复备份。要进行恢复，您可以将 etcd pod 部署到现有 pod 的卷，然后使用备份覆盖损坏的数据，假设用户集群的 API 服务器正在运行并且可以安排新的 pod。

1. 在填充以下占位值后，将下面的 etcd pod 规范复制到文件 restore-etcd.yaml 中：

   • [MEMBER_NUMBER] 是您要恢复的已编号的 pod。
   • [NODE_NAME] 是运行 [MEMBER_NUMBER[ pod 的节点。
   • [ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG] 是管理员集群的 kubeconfig 文件。
   • [USER_CLUSTER_NAME] 是用户集群的名称。

   • [DEFAULT_TOKEN] 用于身份验证。您可以通过运行以下命令找到此值：

     kubectl --kubeconfig [ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG] \
     -n [USER_CLUSTER_NAME] get pods kube-etcd-0 \
     -o yaml | grep default-token

   注意：以下 image 值假定您使用的是 gcr.io 注册表。如果您使用的是私有注册表，请更改映像名称。

   restore-etcd.yaml

   apiVersion: v1
   kind: Pod
   metadata:
     labels:
       Component: restore-etcd-[MEMBER_NUMBER]
     name: restore-etcd-0
     namespace: restore-etcd-[MEMBER_NUMBER]
   spec:
     restartPolicy: Never
     containers:
     - command: ["/bin/sh"]
       args: ["-ec", "while :; do echo '.'; sleep 5 ; done"]
       image: gcr.io/gke-on-prem-release/etcd:v3.2.24-1-gke.0
       imagePullPolicy: IfNotPresent
       name: restore-etcd
       terminationMessagePath: /dev/termination-log
       terminationMessagePolicy: File
       volumeMounts:
       - mountPath: /var/lib/etcd
         name: data
       - mountPath: /etcd.local.config/certificates
         name: etcd-certs
       - mountPath: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount
         name: [DEFAULT_TOKEN]
         readOnly: true
     dnsPolicy: ClusterFirst
     hostname: restore-etcd-0
     imagePullSecrets:
     - name: private-registry-creds
     nodeSelector:
       kubernetes.googleapis.com/cluster-name: [USER_CLUSTER_NAME]
       kubernetes.io.hostname: [NODE_NAME]
     priority: 0
     restartPolicy: Always
     schedulerName: default-scheduler
     securityContext: {}
     serviceAccount: default
     serviceAccountName: default
     subdomain: restore-etcd
     terminationGracePeriodSeconds: 30
     tolerations:
     - effect: NoExecute
       key: node.kubernetes.io/not-ready
       operator: Exists
       tolerationSeconds: 300
     - effect: NoExecute
       key: node.kubernetes.io/unreachable
       operator: Exists
       tolerationSeconds: 300
     volumes:
     - name: data
       persistentVolumeClaim:
         claimName: data-kube-etcd-[MEMBER_NUMBER]
     - name: etcd-certs
       secret:
         defaultMode: 420
         secretName: kube-etcd-certs
     - name: [DEFAULT_TOKEN]
       secret:
         defaultMode: 420
         secretName: [DEFAULT_TOKEN]

2. 部署 pod：

   kubectl --kubeconfig [ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG] \
   -n [USER_CLUSTER_NAME] create -f restore-etcd.yaml

3. 将 etcd 的备份文件 snapshot.db 复制到新的 pod。snapshot.db 位于您创建备份的相对目录中：

   kubectl --kubeconfig [ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG] \
   cp [RELATIVE_DIRECTORY]/snapshot.db \
   [USER_CLUSTER_NAME]/restore-etcd-0:snapshot.db

4. 通过 shell 进入 restore-etcd pod：

   kubectl --kubeconfig [ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG] \
   -it -n [USER_CLUSTER_NAME] exec restore-etcd-0 -- bin/sh

5. 运行以下命令以创建包含备份的新 default.etcd 文件夹：

   ETCDCTL_API=3 etcdctl --endpoints=https://127.0.0.1:2379 \
   --cacert=/etcd.local.config/certificates/etcdCA.crt \
   --cert=/etcd.local.config/certificates/etcd.crt --key=/etcd.local.config/certificates/etcd.key \
   snapshot restore snapshot.db

6. 使用备份覆盖已损坏的 etcd 数据：

   rm -r var/lib/etcd/*; cp -r default.etcd/* var/lib/etcd/

7. 退出该容器：

   exit

8. 删除崩溃的 etcd pod：

   kubectl --kubeconfig [ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG] \
   -n [USER_CLUSTER_NAME] delete pod kube-etcd-0

9. 验证 etcd pod 是否不再崩溃。

10. 移除 restore-etcd.yaml 并删除 restore-etcd pod：

    rm restore-etcd.yaml;
    kubectl --kubeconfig [ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG] \
    -n [USER_CLUSTER_NAME] delete pod restore-etcd-0

管理员集群备份

管理员集群备份包含以下内容：

• 管理员集群的 etcd 快照。
• 管理员控制层面的 Secret，这是向管理员集群和用户集群进行身份验证所必需的。

在创建管理员集群备份前，请完成以下步骤：

1. 找到管理员集群的外部 IP 地址（用于通过 SSH 连接到管理员集群控制层面）：

   kubectl --kubeconfig [ADMIN_KUBECONFIG] get nodes -n kube-system -o wide | grep gke-admin-master

   其中，[ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG] 是管理员集群的 kubeconfig 文件。

2. 从管理员集群的私钥创建一个名为 vsphere_tmp 的 SSH 密钥。

   您可以从管理员集群 Secret 中找到私钥：

   kubectl --kubeconfig [ADMIN_KUBECONFIG] get secrets sshkeys -n kube-system -o yaml

   在命令输出中，您可以在 vsphere_tmp 字段中找到私钥。

   将私钥复制到 vsphere_tmp：

   echo "[PRIVATE_KEY]" | base64 -d > vsphere_tmp; chmod 600 vsphere_tmp

3. 检查您能否使用此私钥通过 shell 进入管理员控制层面：

   ssh -i vsphere_tmp ubuntu@[EXTERNAL_IP]

4. 退出该容器：

   exit

备份管理员集群

您可以备份管理员集群的 etcd 及其控制层面的 Secret。

etcd

要备份管理员集群的 etcd，请执行以下操作：

1. 获取 etcd pod 的名称：

   kubectl --kubeconfig [ADMIN_KUBECONFIG] get pods \
   -n kube-system | grep etcd-gke-admin-master

2. 通过 shell 进入 pod 的 kube-etcd 容器：

   kubectl --kubeconfig [ADMIN_KUBECONFIG]  exec -it \
   -n kube-system [ADMIN_ETCD_POD] -- bin/sh

   其中，[ADMIN_ETCD_POD] 是 etcd pod 的名称。

3. 在 shell 中，使用 etcdctl 在本地目录中创建一个名为 snapshot.db 的备份：

   ETCDCTL_API=3 etcdctl --endpoints=https://127.0.0.1:2379 --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt \
   --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/healthcheck-client.crt \
   --key=/etc/kubernetes/pki/etcd/healthcheck-client.key snapshot save snapshot.db

4. 退出该容器：

   exit

5. 使用 kubectl cp 从 kube-etcd 容器中复制备份：

   kubectl --kubeconfig [ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG] cp \
   kube-system/[ADMIN_ETCD_POD]:snapshot.db [RELATIVE_DIRECTORY]

   其中，[RELATIVE_DIRECTORY] 是存储备份的路径。

Secret

要备份管理员控制层面的 Secret，请执行以下操作：

1. 通过 shell 进入管理员控制层面节点：

   ssh -i vsphere_tmp ubuntu@[EXTERNAL_IP]

   其中，[EXTERNAL_IP] 是您之前收集的管理员控制层面的外部 IP 地址。

2. 创建本地备份目录。（此为可选操作，但强烈推荐。您需要更改备份 Secret 的权限，以将其复制到节点之外）：

   mkdir backup

3. 在本地将 Secret 复制到本地备份目录：

   sudo cp -r /etc/kubernetes/pki/* backup/

4. 更改备份 Secret 的权限：

   sudo chmod -R +rw backup/

5. 退出该容器：

   exit

6. 运行 scp 从管理员控制层面节点复制备份文件夹：

   sudo scp -r -i vsphere_tmp  ubuntu@[EXTERNAL_IP]:backup/ [RELATIVE_DIRECTORY]

   其中，[RELATIVE_DIRECTORY] 是存储备份的路径。

恢复管理员集群

以下过程会重新创建备份管理员集群以及创建 etcd 快照时其管理的所有用户控制层面。

注意：即使用户控制层面出现故障，用户集群仍可运行其工作负载。但是，如果用户控制层面出现故障，它将无法安排新的或更新后的工作负载或处理其他集群故障。

1. 运行 scp 以将 snapshot.db 复制到管理员控制层面：

   sudo scp -i vsphere_tmp snapshot.db ubuntu@[EXTERNAL_IP]:

   其中，[EXTERNAL_IP] 是您之前收集的管理员控制层面的外部 IP 地址。

2. 通过 shell 进入管理员控制层面：

   sudo ssh -i vsphere_tmp ubuntu@[EXTERNAL_IP]

3. 将 snapshot.db/ 复制到 /mnt：

   sudo cp snapshot.db /mnt/

4. 设置临时目录，例如 backup：

   注意：如果已存在包含 Secret 的备份文件夹，则无需进行此操作。

   mkdir backup

5. 退出管理员控制层面：

   exit

6. 将证书复制到 backup/：

   sudo scp -r -i vsphere_tmp [BACKUP_CERT_FILE] ubuntu@[EXTERNAL_IP]:backup/

7. 通过 shell 进入管理员控制层面节点：

   ssh -i vsphere_tmp ubuntu@[EXTERNAL_IP]

   其中，[EXTERNAL_IP] 是您之前收集的管理员控制层面的外部 IP 地址。

8. 运行 kubeadm reset。这将停止仍在管理员集群中运行的任何内容，删除所有 etcd 数据，并删除 /etc/kubernetes/pki/ 中的 Secret：

   sudo kubeadm reset --ignore-preflight-errors=all

9. 将备份 Secret 复制到 /etc/kubernetes/pki/：

   sudo cp -r backup/* /etc/kubernetes/pki/

10. 使用 Docker 运行 etcdctl restore：

    sudo docker run --rm \
    -v '/mnt:/backup' \
    -v '/var/lib/etcd:/var/lib/etcd' --env ETCDCTL_API=3 'k8s.gcr.io/etcd-amd64:3.1.12' /bin/sh -c "etcdctl snapshot restore '/backup/snapshot.db'; mv /default.etcd/member/ /var/lib/etcd/"

11. 运行 kubeadm init。这会重复使用所有备份 Secret 并使用已恢复的快照重新启动 etcd：

    sudo kubeadm init --config /etc/kubernetes/kubeadm_config.yaml --ignore-preflight-errors=DirAvailable--var-lib-etcd

12. 退出管理员控制层面：

    exit

13. 从管理员节点复制新生成的 kubeconfig 文件：

    sudo scp -i vsphere_tmp ubuntu@[EXTERNAL_IP]:[HOME]/.kube/config kubeconfig

    其中：

    • [EXTERNAL_IP] 是管理员控制层面的外部 IP 地址。
    • [HOME] 是管理员节点上的主目录。

    现在，您可以使用这一新的 kubeconfig 文件访问恢复的集群。

备份脚本

您可以使用此处提供的脚本自动备份集群。在运行脚本之前，请在脚本开头填写五个变量的值。

将 USER_CLUSTER_NAMESPACE 设置为您的用户集群的名称。用户集群的名称是管理员集群中的命名空间。

将 EXTERNAL_IP 设置为您为管理员控制层面服务预留的 VIP。

将 SSH_PRIVATE_KEY 设置为您在设置管理员工作站时创建的 SSH 密钥的路径。

#!/usr/bin/env bash

# Automates manual steps for taking backups of user and admin clusters.
# Fill in the variables below before running the script.

BACKUP_DIR=""                       # path to store user and admin cluster backups
ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG=""         # path to admin cluster kubeconfig
USER_CLUSTER_NAMESPACE=""           # user cluster namespace
EXTERNAL_IP=""                      # admin control plane node external ip - follow steps in documentation
SSH_PRIVATE_KEY=""                  # path to vsphere ssh private key - follow steps in documentation

mkdir -p $BACKUP_DIR
mkdir $BACKUP_DIR/pki

# USER CLUSTER BACKUP

# Snapshot user cluster etcd
kubectl --kubeconfig=${ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG}  exec -it -n ${USER_CLUSTER_NAMESPACE} kube-etcd-0 -c kube-etcd -- /bin/sh -ec "export ETCDCTL_API=3; etcdctl --endpoints=https://127.0.0.1:2379 --cacert=/etcd.local.config/certificates/etcdCA.crt --cert=/etcd.local.config/certificates/etcd.crt --key=/etcd.local.config/certificates/etcd.key snapshot save ${USER_CLUSTER_NAMESPACE}_snapshot.db"
kubectl --kubeconfig=${ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG} cp ${USER_CLUSTER_NAMESPACE}/kube-etcd-0:user_snapshot.db $BACKUP_DIR/

# ADMIN CLUSTER BACKUP

# Copy admin certs
ssh -o StrictHostKeyChecking=no -i vsphere_tmp ubuntu@${EXTERNAL_IP} 'sudo chmod -R +rw /etc/kubernetes/pki/*'
scp -o StrictHostKeyChecking=no -r -i vsphere_tmp ubuntu@${EXTERNAL_IP}:/etc/kubernetes/pki/* ${BACKUP_DIR}/pki/

# Snapshot admin cluster etcd
admin_etcd=$(kubectl --kubeconfig=${ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG} get pods -n kube-system -o=name | grep etcd | cut -c 5-)
kubectl --kubeconfig=${ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG}  exec -it -n kube-system ${admin_etcd} -- /bin/sh -ec "export ETCDCTL_API=3; etcdctl --endpoints=https://127.0.0.1:2379 --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/healthcheck-client.crt --key=/etc/kubernetes/pki/etcd/healthcheck-client.key snapshot save admin_snapshot.db"

问题排查

如需了解详情，请参阅问题排查。

使用 gkectl 诊断集群问题

使用 gkectl diagnose 命令识别集群问题并与 Google 共享集群信息。请参阅诊断集群问题。

默认日志记录行为

对于 gkectl 和 gkeadm，使用默认日志记录设置便已足够：

• 默认情况下，日志条目的保存方式如下：

  • 对于 gkectl，默认日志文件为 /home/ubuntu/.config/gke-on-prem/logs/gkectl-$(date).log，该文件与运行 gkectl 的本地目录中的 logs/gkectl-$(date).log 文件进行符号链接。
  • 对于 gkeadm，默认日志文件是运行 gkeadm 的本地目录中的 logs/gkeadm-$(date).log。
• 所有日志条目都会保存在日志文件中，即使它们不输出到终端（当 --alsologtostderr 为 false 时）也是如此。
• -v5 详细程度（默认）涵盖支持团队所需的所有日志条目。
• 日志文件还包含已执行的命令和失败消息。

我们建议您在需要帮助时将日志文件发送给支持团队。

为日志文件指定非默认位置

要为 gkectl 日志文件指定非默认位置，请使用 --log_file 标志。您指定的日志文件不会与本地目录进行符号链接。

要为 gkeadm 日志文件指定非默认位置，请使用 --log_file 标志。

在管理员集群中查找 Cluster API 日志

如果虚拟机在管理员控制层面启动后无法启动，您可以通过在管理员集群中检查 Cluster API 控制器的日志来尝试进行调试：

1. 在 kube-system 命名空间中找到 Cluster API 控制器 pod 的名称，其中 [ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG] 是管理员集群的 kubeconfig 文件的路径：

   kubectl --kubeconfig [ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG] -n kube-system get pods | grep clusterapi-controllers

2. 打开 pod 的日志，其中 [POD_NAME] 是 pod 的名称。您可以选择使用 grep 或类似工具来搜索错误：

   kubectl --kubeconfig [ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG] -n kube-system logs [POD_NAME] vsphere-controller-manager

后续步骤

• 了解如何诊断集群问题
• 了解 augur，这是一个用于从 etcd 备份中恢复单个对象的开源工具。