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备份和恢复 GKE 集群的永久性存储

本页面介绍了如何备份和恢复底层 Filestore 使用 Kubernetes 卷与 GKE 集群关联的存储空间快照。

创建 Kubernetes 卷快照等效于创建 Filestore 备份。

如需了解详情，请参阅关于 Kubernetes 卷快照。

要求

如需在 GKE 上使用卷快照，必须满足以下要求：

您必须部署 Filestore CSI 驱动程序。仅支持以下 Filestore 服务层级：
- 具有 GKE 1.21 版或更高版本的基本 HDD 层级
- 具有 GKE 1.21 版或更高版本的基本 SSD 层级
- 具有 GKE 1.27 版或更高版本的可用区层级（10 TiB 到 100 TiB）
- 具有 GKE 1.25 版或更高版本的 Enterprise 层级
使用控制层面版本 1.17 或更高版本。如需在 VolumeSnapshot 中使用 Filestore CSI 驱动程序，请使用适用于您的服务层级的 GKE 版本号。

已有要用于快照的 PersistentVolumeClaim。用于快照来源的 PersistentVolume 必须由 CSI 驱动程序管理。您可以通过检查 PersistentVolume 规范的 csi 部分是否包含 driver: pd.csi.storage.gke.io 或 filestore.csi.storage.gke.io 来验证是否使用了 CSI 驱动程序。如果 PersistentVolume 由 CSI 驱动程序动态预配（如以下部分所述），则它由 CSI 驱动程序管理。

限制

快照卷的大小限制与常规卷相同。例如，对于基本 HDD 层级，Filestore 快照的大小必须大于或等于 1 TiB。
对于以下 Filestore 服务层级，Filestore CSI 驱动程序不支持动态预配或备份工作流：
- 可用区层级（1 TiB 到 9.75 TiB）
- 区域
对每个实例一次只能备份一个共享。就存储池而言，由两个不同 Filestore 实例的两个不同共享发出的备份请求将同时执行。
单共享备份只能恢复到单共享卷。使用 Filestore CSI 驱动程序，您只能将单共享卷恢复到新的 Filestore 实例。
- 新实例必须使用与备份相同的服务层级。
- 新实例必须具有与备份相同的最小容量。
不支持对来源或现有 Filestore 实例执行 Filestore backup restore 操作。如需查看功能限制的完整列表，请参阅 Filestore 备份功能限制。
不支持多共享备份。

须知事项

在开始之前，请确保您已执行以下任务：

启用 Google Kubernetes Engine API。

启用 Google Kubernetes Engine API

如果您要使用 Google Cloud CLI 执行此任务，请安装并初始化 gcloud CLI。如果您之前安装了 gcloud CLI，请运行 gcloud components update 以获取最新版本。
注意：对于现有 gcloud CLI 安装，请务必设置 compute/region 和 compute/zone 属性。通过设置默认位置，您可以避免 gcloud CLI 中出现以下错误：One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location。

创建和使用卷快照

本文档中的示例展示了如何执行以下操作：

创建 PersistentVolumeClaim 和 Deployment。
将文件添加到 Deployment 使用的 PersistentVolume。
创建 VolumeSnapshotClass 以配置快照。
创建 PersistentVolume 的卷快照。
删除测试文件。
将 PersistentVolume 恢复到您创建的快照。
验证恢复是否有效。

如需使用卷快照，您必须完成以下步骤：

创建 VolumeSnapshotClass 对象以指定快照的 CSI 驱动程序和删除政策。
创建 VolumeSnapshot 对象以请求现有 PersistentVolumeClaim 的快照。
在 PersistentVolumeClaim 中引用 VolumeSnapshot 以将卷恢复到该快照，或者使用该快照创建新卷。

创建 `PersistentVolumeClaim` 和 `Deployment`

如需创建 PersistentVolumeClaim 对象，请将以下清单保存为 my-pvc.yaml：
Filestore
```
 apiVersion: v1
 kind: PersistentVolumeClaim
 metadata:
   name: my-pvc
 spec:
   storageClassName: enterprise-rwx
   accessModes:
   - ReadWriteMany
   resources:
     requests:
       storage: 1Ti
```
本示例会创建一个企业层级 Filestore PVC。如需了解详情，请参阅使用 Filestore CSI 驱动程序访问 Filestore 实例。
对于 spec.storageClassName，您可以指定使用受支持的 CSI 驱动程序的任何存储类别。
应用清单：
```
kubectl apply -f my-pvc.yaml
```

如需创建 Deployment，请将以下清单保存为 my-deployment.yaml：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: hello-app
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: hello-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: hello-app
    spec:
      containers:
      - name: hello-app
        image: google/cloud-sdk:slim
        args: [ "sleep", "3600" ]
        volumeMounts:
        - name: sdk-volume
          mountPath: /usr/share/hello/
      volumes:
      - name: sdk-volume
        persistentVolumeClaim:
          claimName: my-pvc

应用清单：
```
kubectl apply -f my-deployment.yaml
```
检查 Deployment 的状态：
```
kubectl get deployment hello-app
```
Deployment 可能需要一段时间才能准备就绪。您可以运行上述命令，直到看到类似如下所示的输出：
```
NAME        READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
hello-app   1/1     1            1           2m55s
```

将测试文件添加到卷

列出 Deployment 中的 Pods：

kubectl get pods -l app=hello-app

输出类似于以下内容：

NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
hello-app-6d7b457c7d-vl4jr   1/1     Running   0          2m56s

在 Pod 中创建测试文件：

kubectl exec POD_NAME \
    -- sh -c 'echo "Hello World!" > /usr/share/hello/hello.txt'

将 POD_NAME 替换为 Pod 的名称。

验证文件是否存在：

kubectl exec POD_NAME \
    -- sh -c 'cat /usr/share/hello/hello.txt'

输出内容类似如下：

Hello World!

创建一个 `VolumeSnapshotClass` 对象

创建一个 VolumeSnapshotClass 对象，以指定卷快照的 CSI 驱动程序和 deletionPolicy。您可以在创建 VolumeSnapshot 对象时引用 VolumeSnapshotClass 对象。

将以下清单保存为 volumesnapshotclass.yaml。
Filestore
```
apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
kind: VolumeSnapshotClass
metadata:
  name: my-snapshotclass
driver: filestore.csi.storage.gke.io
parameters:
  type: backup
deletionPolicy: Delete
```
在此示例中：
- CSI 驱动程序使用 driver 字段来预配快照。在此示例中，filestore.csi.storage.gke.io 使用 Filestore CSI 驱动程序。
- 删除绑定的 VolumeSnapshot 对象后，deletionPolicy 字段会告知 GKE 如何处理 VolumeSnapshotContent 对象和底层快照。指定 Delete 以删除 VolumeSnapshotContent 对象和底层快照。如果要保留 VolumeSnapshotContent 和底层快照，请指定 Retain。

应用清单：

kubectl apply -f volumesnapshotclass.yaml

创建 `VolumeSnapshot`

VolumeSnapshot 对象是对现有 PersistentVolumeClaim 对象的快照的请求。当您创建 VolumeSnapshot 对象时，GKE 会自动创建它并将它与 VolumeSnapshotContent 对象绑定在一起（该对象是集群中的资源，例如 PersistentVolume 对象）。

将以下清单保存为 volumesnapshot.yaml。

apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
kind: VolumeSnapshot
metadata:
  name: my-snapshot
spec:
  volumeSnapshotClassName: my-snapshotclass
  source:
    persistentVolumeClaimName: my-pvc

应用清单：
```
kubectl apply -f volumesnapshot.yaml
```
创建 Volume 快照后，GKE 会在集群中创建相应的 VolumeSnapshotContent 对象。此对象用于存储 VolumeSnapshot 对象的快照和绑定。您不会直接与 VolumeSnapshotContents 对象进行交互：

确认 GKE 创建了 VolumeSnapshotContents 对象：

kubectl get volumesnapshotcontents

输出类似于以下内容：

NAME                                               AGE
snapcontent-cee5fb1f-5427-11ea-a53c-42010a1000da   55s

创建 Volume 快照内容后，您在 VolumeSnapshotClass 中指定的 CSI 驱动程序会在相应存储系统上创建快照。GKE 在存储系统上创建快照并将其绑定到集群上的 VolumeSnapshot 对象后，该快照即可供使用。您可以通过运行以下命令来检查状态：

kubectl get volumesnapshot \
  -o custom-columns='NAME:.metadata.name,READY:.status.readyToUse'

如果快照可供使用，则输出类似于以下内容：

NAME               READY
my-snapshot        true

删除测试文件

删除您创建的测试文件：

kubectl exec POD_NAME \
    -- sh -c 'rm /usr/share/hello/hello.txt'

验证文件是否不再存在：

kubectl exec POD_NAME \
    -- sh -c 'cat /usr/share/hello/hello.txt'

输出内容类似如下：

cat: /usr/share/hello/hello.txt: No such file or directory

恢复卷快照

将以下清单保存为 pvc-restore.yaml：

Filestore

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pvc-restore
spec:
  dataSource:
    name: my-snapshot
    kind: VolumeSnapshot
    apiGroup: snapshot.storage.k8s.io
  storageClassName: enterprise-rwx
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 1Ti

应用清单：
```
kubectl apply -f pvc-restore.yaml
```

更新 my-deployment.yaml 文件以使用新的 PersistentVolumeClaim：

...
volumes:
- name: my-volume
  persistentVolumeClaim:
    claimName: pvc-restore

应用更新后的清单：
```
kubectl apply -f my-deployment.yaml
```

检查快照是否已成功恢复

获取 GKE 为更新后的 Deployment 创建的新 Pod 的名称：
```
 kubectl get pods -l app=hello-app
```

验证测试文件是否存在：

   kubectl exec NEW_POD_NAME \
       -- sh -c 'cat /usr/share/hello/hello.txt'

将 NEW_POD_NAME 替换为 GKE 创建的新 Pod 的名称。

输出类似于以下内容：

   Hello World!

导入现有快照

您可以使用在当前集群外创建的现有卷快照来手动预配 VolumeSnapshotContents 对象。例如，您可以使用在其他集群中创建的另一个 Google Cloud 资源的快照来填充 GKE 中的卷。

找到快照的名称。

Google Cloud 控制台

访问 https://console.cloud.google.com/compute/snapshots。

Google Cloud CLI

运行以下命令：

gcloud compute snapshots list

输出类似于以下内容：

NAME                                           DISK_SIZE_GB  SRC_DISK                                                     STATUS
snapshot-5e6af474-cbcc-49ed-b53f-32262959a0a0  1             us-central1-b/disks/pvc-69f80fca-bb06-4519-9e7d-b26f45c1f4aa READY

将以下 VolumeSnapshot 清单保存为 restored-snapshot.yaml。

apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
kind: VolumeSnapshot
metadata:
  name: restored-snapshot
spec:
  volumeSnapshotClassName: my-snapshotclass
  source:
    volumeSnapshotContentName: restored-snapshot-content

应用清单：

kubectl apply -f restored-snapshot.yaml

将以下 VolumeSnapshotContent 清单保存为 restored-snapshot-content.yaml。将 snapshotHandle 字段替换为您的项目 ID 和快照名称。volumeSnapshotRef.name 和 volumeSnapshotRef.namespace 都必须指向之前创建的 VolumeSnapshot，双向绑定才会有效。

apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
kind: VolumeSnapshotContent
metadata:
  name: restored-snapshot-content
spec:
  deletionPolicy: Retain
  driver: filestore.csi.storage.gke.io
  source:
    snapshotHandle: projects/PROJECT_ID/global/snapshots/SNAPSHOT_NAME
  volumeSnapshotRef:
    kind: VolumeSnapshot
    name: restored-snapshot
    namespace: default

应用清单：

kubectl apply -f restored-snapshot-content.yaml

将以下 PersistentVolumeClaim 清单保存为 restored-pvc.yaml。Kubernetes 存储控制器会找到名为 restored-snapshot 的 VolumeSnapshot，然后尝试找到或动态创建 PersistentVolume 作为数据源。之后，您可以在 Pod 中使用此 PVC 来访问恢复的数据。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: restored-pvc
spec:
  dataSource:
    name: restored-snapshot
    kind: VolumeSnapshot
    apiGroup: snapshot.storage.k8s.io
  storageClassName: enterprise-rwx
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

应用清单：
```
kubectl apply -f restored-pvc.yaml
```

将以下 Pod 清单保存为引用 PersistentVolumeClaim 的 restored-pod.yaml。CSI 驱动程序将预配 PersistentVolume 并从快照进行填充。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: restored-pod
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    args:
    - sleep
    - "3600"
    volumeMounts:
    - name: source-data
      mountPath: /demo/data
  volumes:
  - name: source-data
    persistentVolumeClaim:
      claimName: restored-pvc
      readOnly: false

应用清单：
```
kubectl apply -f restored-pod.yaml
```

验证该文件是否已恢复：

kubectl exec restored-pod -- sh -c 'cat /demo/data/hello.txt'

清理

为避免因本页中使用的资源导致您的 Google Cloud 账号产生费用，请按照以下步骤操作。

删除 VolumeSnapshot：
```
kubectl delete volumesnapshot my-snapshot
```
注意：如果卷快照的 VolumeSnapshotClass 具有 deletionPolicy:Delete，则存储系统上的相应 VolumeSnapshotContent 和物理快照也会被删除。如果它具有 deletionPolicy:Retain， GKE 会保留底层快照。

删除 VolumeSnapshotClass：

kubectl delete volumesnapshotclass my-snapshotclass

删除 Deployment：
```
kubectl delete deployments hello-app
```
删除 PersistentVolumeClaim 对象：
```
kubectl delete pvc my-pvc pvc-restore
```

备份和恢复 GKE 集群的永久性存储

要求

限制

须知事项

创建和使用卷快照

创建 PersistentVolumeClaim 和 Deployment

Filestore

将测试文件添加到卷

创建一个 VolumeSnapshotClass 对象

Filestore

创建 VolumeSnapshot

删除测试文件

恢复卷快照

Filestore

检查快照是否已成功恢复

导入现有快照

Google Cloud 控制台

Google Cloud CLI

清理

后续步骤

创建 `PersistentVolumeClaim` 和 `Deployment`

创建一个 `VolumeSnapshotClass` 对象

创建 `VolumeSnapshot`