Definire una logica di backup e ripristino personalizzata

Quando abiliti l'agente Backup per GKE nel tuo cluster Google Kubernetes Engine, Backup per GKE fornisce un CustomResourceDefinition che introduce un nuovo tipo di Kubernetes risorsa: ProtectedApplication.

La composizione di un ProtectedApplication prevede tre attività:

Le risorse di ProtectedApplication ti offrono queste funzionalità quando personalizzando la logica di backup e ripristino a livello di applicazione:

  • Operazioni di backup e ripristino più granulari. Senza ProtectedApplications, l'ambito dei backup deve essere definito Livello Namespace (selezionando allNamespaces o selectedNamespaces). Una logica simile si applica al ripristino delle risorse con spazio dei nomi. Creazione in corso... Le risorse ProtectedApplication ti consentono di assegnare un nome a un sottoinsieme di le risorse in un Namespace. Puoi quindi eseguire il backup e il ripristino di questo sottoinsieme elencando selectedApplications nell'ambito del backup (e in modo simile per il ripristino).

  • Orchestrazione dei dettagli granulari della procedura di backup o ripristino, tra cui:

    • I volumi selezionati vengono ignorati durante il backup.

    • Integrazione della topologia delle applicazioni nel backup e nel ripristino (ad eseguire il backup di un'istanza di un database replicato e utilizzarlo per ripristinare più istanze).

    • Esecuzione di hook definiti dall'utente prima e dopo l'acquisizione di snapshot dei volumi. Può essere usato, ad esempio, per eseguire il flush e la disattivazione di un carico di lavoro prima creare snapshot e riattivarli in seguito.

Puoi creare ProtectedApplication tramite kubectl come le altre risorse Kubernetes. Sono completamente facoltativi. Se le risorse ProtectedApplication non sono presente, Backup per GKE crea backup del volume per tutti i volumi all'interno nell'ambito di un backup e i backup del volume risultanti saranno coerenti con gli arresti anomali. verranno acquisite tutte le scritture sottoposte a svuotamento sul disco in un determinato momento (ovvero, nessuna scrittura parziale). Tuttavia, alcune applicazioni potrebbero conservare in memoria dati che non vengono svuotati sul disco, pertanto la possibilità o meno di recuperare correttamente un'applicazione da un backup coerente con gli arresti anomali dipende dalla logica dell'applicazione.

Selezione delle risorse

Il primo passaggio per creare la risorsa ProtectedApplication è identificare le altre risorse nello stesso Namespace che vuoi includere nell'applicazione. Questo è l'insieme di risorse di cui verrà eseguito il backup ripristinato se fornisci selectedApplications di ambito nella configurazione BackupPlan.

Le risorse sono identificate tramite un'etichetta selettore A questo scopo, devi etichettare tutte le risorse (utilizzando il campo metadata.label). in ogni risorsa) con la stessa etichetta. Tieni presente che questo si applica anche alle risorse create automaticamente dai controller. Questi le risorse create automaticamente sono etichettate con il modello corrispondente. Tieni presente che capita di riutilizzare la stessa etichetta che stai già utilizzando associare gli elementi Pods e PersistentVolumeClaims generati al relativo elemento padre risorsa. L'esempio seguente mostra come applicare l'etichetta app: nginx alle altre risorse oltre a Deployment.

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: nginx-vars
  namespace: webserver
  labels:
    app: nginx
  data:
    ...
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nginx-logs
  namespace: webserver
  labels:
    app: nginx
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 50Mi
  storageClassName: standard-rwo
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  namespace: webserver
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      volumes:
        - name: nginx-logs
          persistentVolumeClaim:
           claimName: nginx-logs
      containers:
      ...

Dopo aver applicato l'etichetta selezionata a tutte le risorse di destinazione (e ai modelli da cui vengono generate risorse aggiuntive), puoi fare riferimento a queste risorse da un ProtectedApplication. Ad esempio:

kind: ProtectedApplication
apiVersion: gkebackup.gke.io/v1
metadata:
  name: nginx
  namespace: webserver
spec:
  resourceSelection:
    type: Selector
    selector:
      matchLabels:
        app: nginx
  ...

Definisci le regole di orchestrazione

Una volta identificate tutte le risorse nel tuo ProtectedApplication, puoi scegliere di definire regole di orchestrazione dettagliate per un sottoinsieme di questi Google Cloud. Queste regole possono essere applicate solo a due tipi di risorse: deployment e StatefulSet e sono riferite nella sezione components del ProtectedApplication.

Panoramica dei componenti

La configurazione di un componente prevede quanto segue:

  • Seleziona una strategia di base per il funzionamento del backup e del ripristino per questo componente. Sono disponibili tre strategie:

    • BackupAllRestoreAll: esegui il backup dei volumi associati a tutte le istanze il componente e ripristinarli tutti dai backup.

    • BackupOneRestoreAll: esegui il backup dei volumi da una sola istanza del componente e utilizza questi backup per ripristinare tutte le istanze.

    • DumpAndLoad: esporta i dati dall'applicazione a un unico volume al momento del backup e importare i dati nell'applicazione al momento del ripristino.

  • Definizione degli hook di esecuzione da eseguire durante il backup (ed eventualmente il ripristino, a seconda della strategia). Un hook è un comando che viene eseguito di container specifici.

  • Selezionare un sottoinsieme di volumi di cui eseguire il backup.

Hook di esecuzione

Un hook è un comando shell che Backup per GKE esegue in un container fase specifica del processo di backup o ripristino.

Esistono quattro diversi tipi di hook:

  • pre hooks: questi comandi vengono eseguiti subito prima del backup dei volumi e in genere dovrebbero eseguire il flush di tutti i dati in memoria su disco quindi chiudere l'applicazione in modo che non vengano scritture nuove su disco. Questi hook vengono utilizzati nelle strategie BackupAllRestoreAll e BackupOneRestoreAll.

  • post hooks: questi comandi vengono eseguiti durante il processo di backup del volume subito dopo il passaggio di SNAPSHOTTING del processo di backup del volume (prima del passaggio di CARICAMENTO). In genere, il passaggio SNAPSHOTTING richiede solo pochi secondi. In genere, è previsto che risveglino l'applicazione (ovvero consentano di procedere con l'elaborazione normale e le scritture su disco). Questi ganci vengono utilizzati in BackupAllRestoreAll, BackupOneRestoreAll e DumpAndLoad strategie.

  • dump hooks: questi comandi vengono eseguiti prima del backup del volume su la strategia DumpAndLoad e generalmente si prevede che esporti i dati dell'applicazione nel volume di backup designato.

  • load hooks: questi comandi vengono eseguiti al momento del ripristino dopo il ripristino del volume di backup nei casi di strategia DumpAndLoad. Sono si prevede che importi i dati dal volume di backup nell' un'applicazione.

Puoi fornire più di un hook per ogni tipo e Backup per GKE eseguirle nell'ordine in cui li definisci.

Definisci gli hook nella sezione dei componenti della specificaProtectedApplication. Tutte le definizioni degli hook hanno lo stesso campi disponibili:

  • name: un nome assegnato all'hook.

  • container - (facoltativo) nome del contenitore in cui eseguire il comando. In caso contrario il container, Backup per GKE eseguirà l'hook nella prima contenitore definito per il/i Pod/i target.

  • command: si tratta del comando effettivo inviato al contenitore, costituito come un array di parole. La prima parola nell'array è il percorso del comando e le parole successive sono gli argomenti da passare al comando.

  • timeoutSeconds - (facoltativo) tempo prima dell'interruzione dell'esecuzione dell'hook. Se non specifichi questo valore, il valore predefinito sarà 30 secondi.

  • onError - (facoltativo) comportamento adottato in caso di errore dell'hook. Può essere impostato su Ignore o Fail (valore predefinito). Se imposti questo valore su Fail, quando un hook non va a buon fine, il backup del volume non andrà a buon fine. Se imposti a Ignore, gli errori di questo hook vengono ignorati.

Prima di applicare gli hook di ProtectedApplication all'applicazione, devi testare il comando utilizzando kubectl exec per assicurarti che gli hook si comportino come previsto:

kubectl exec POD_NAME -- COMMAND

Sostituisci quanto segue:

  • POD_NAME: il nome del pod che contiene la risorsa ProtectedApplication.
  • COMMAND: l'array contenente il comando da eseguire nel contenitore, ad esempio /sbin/fsfreeze, -f, /var/log/nginx.

Selezione di un sottoinsieme di volumi di cui eseguire il backup

A volte le applicazioni scrivono in volumi che non sono interessanti da ripristinare (ad esempio determinati volumi di log o scratch). Puoi eliminare il backup di questi volumi utilizzando un selettore di volume.

Per utilizzare questa funzionalità, devi prima applicare un'etichetta comune ai volumi di cui vuoi eseguire il backup e poi lasciare questa etichetta disattivata per i volumi di cui non vuoi eseguire il backup. Includi una clausola volumeSelector nella definizione del componente come segue:

spec:
  ...
  components:
  ...
    strategy:
      ...
      volumeSelector:
        matchLabels:
          label_name: label_value

Se fornisci un volumeSelector per un componente, verrà eseguito il backup e il ripristino solo dei volumi che hanno l'etichetta specificata. Al momento del ripristino, qualsiasi altra il provisioning dei volumi verrà eseguito come vuoti invece di essere ripristinati da un backup del volume.

Strategia: BackupAllRipristinaAll

Questa è la strategia più semplice e esegue il backup di tutti i volumi del componente al momento del backup e li ripristina tutti dai backup dei volumi al momento del ripristino. È la scelta migliore quando l'applicazione non ha alcuna replica tra Pods.

Questa strategia supporta i seguenti parametri:

  • backupPreHooks: (facoltativo) un elenco ordinato di hook che sono appena prima del backup dei volumi. Questi comandi vengono eseguiti tutti gli elementi Pods nel componente.

  • backupPostHooks: (facoltativo) un elenco ordinato di hook che sono vengono eseguiti dopo che i backup del volume hanno raggiunto la fase di CARICAMENTO. Questi comandi sono eseguita su tutti gli elementi Pods del componente.

  • volumeSelector: logica (facoltativa) per associare un sottoinsieme di volumi a di backup.

Questo esempio crea una risorsa ProtectedApplication che mette in stato di riposo il sistema di file prima di eseguire il backup del volume dei log e lo riattiva dopo il backup:

kind: ProtectedApplication
apiVersion: gkebackup.gke.io/v1
metadata:
  name: nginx
  namespace: sales
spec:
  resourceSelection:
    type: Selector
    selector:
      matchLabels:
        app: nginx
  components:
  - name: nginx-app
    resourceKind: Deployment
    resourceNames: ["nginx"]
    strategy:
      type: BackupAllRestoreAll
      backupAllRestoreAll:
        backupPreHooks:
        - name: fsfreeze
          container: nginx
          command: [ /sbin/fsfreeze, -f, /var/log/nginx ]
        backupPostHooks:
        - name: fsunfreeze
          container: nginx
          command: [ /sbin/fsfreeze, -u, /var/log/nginx ]

Strategia: BackupOneAndRestoreAll

Questa strategia esegue il backup di una copia di un pod selezionato. Questa singola copia è la fonte per il ripristino di tutti i pod durante un ripristino. Questo metodo consente di ridurre i costi di archiviazione e i tempi di backup. Questa strategia funziona in una configurazione ad alta disponibilità quando un componente viene disegnato con un PersistentVolumeClaim principale e più PersistentVolumeClaims secondari.

Questa strategia supporta i seguenti parametri:

  • backupTargetName - (obbligatorio) specifica il deployment o lo StatefulSet da utilizzare per eseguire il backup dei dati. Il pod migliore di cui eseguire il backup viene selezionato automaticamente. In una configurazione ad alta disponibilità, consigliamo di impostare questo valore su una delle repliche dell'applicazione.

  • backupPreHooks: (facoltativo) un elenco ordinato di hook che sono appena prima del backup dei volumi. Questi comandi vengono eseguiti solo sul backup selezionato Pod.

  • backupPostHooks - (facoltativo) un elenco ordinato di hook che vengono eseguiti dopo che i backup dei volumi hanno raggiunto la fase di caricamento. Questi comandi vengono eseguiti sul backup selezionato: Pod.

  • volumeSelector: logica (facoltativa) per associare un sottoinsieme di volumi a di backup.

Se un componente è configurato con più oggetti Deployment o StatefulSet, devono avere la stessa struttura PersistentVolume, ovvero seguire queste regole:

  • Il numero di PersistentVolumeClaims utilizzato da tutti gli oggetti StatefulSet o Deployment deve essere lo stesso.
  • Lo scopo di PersistentVolumeClaims nello stesso indice deve essere lo stesso. Per gli StatefulSet, l'indice è definito in volumeClaimTemplate. Per i deployment, l'indice è definito in Volumes e tutti i volumi non persistenti vengono ignorati.
  • Se il componente dell'applicazione è costituito da deployment, ogni deployment deve avere esattamente una replica.

Alla luce di queste considerazioni, è possibile selezionare più set di volumi per il backup, ma verrà selezionato un solo volume da ogni set di volumi.

Questo esempio, che presuppone un'architettura di un StatefulSet principale e un StatefulSet secondario, mostra un backup dei volumi di un pod nel StatefulSet secondario e un successivo ripristino in tutti gli altri volumi:

kind: ProtectedApplication
apiVersion: gkebackup.gke.io/v1
metadata:
  name: mariadb
  namespace: mariadb
spec:
  resourceSelection:
    type: Selector
    selector:
      matchLabels:
        app: mariadb
  components:
  - name: mariadb
    resourceKind: StatefulSet
    resourceNames: ["mariadb-primary", "mariadb-secondary"]
    strategy:
      type: BackupOneRestoreAll
      backupOneRestoreAll:
        backupTargetName: mariadb-secondary
        backupPreHooks:
        - name: quiesce
          container: mariadb
          command: [...]
        backupPostHooks:
        - name: unquiesce
          container: mariadb
          command: [...]

Strategia: DumpAndLoad

Questa strategia utilizza un volume dedicato per i processi di backup e ripristino e richiede un PersistentVolumeClaim dedicato collegato a un componente che memorizza i dati del dump.

Questa strategia supporta i seguenti parametri:

  • dumpTarget: (obbligatorio) specifica il deployment o l'oggetto StatefulSet che vuoi utilizzare. per eseguire il backup dei dati. Il pod migliore di cui eseguire il backup viene selezionato automaticamente. Con un picco la disponibilità, ti consigliamo di impostarla su una delle repliche dell'applicazione.

  • loadTarget - (obbligatorio) specifica quale Deployment o StatefulSet deve essere utilizzato per caricare i dati. Il pod migliore di cui eseguire il backup viene selezionato automaticamente. Il target di carico non ha in modo che sia uguale al target di dump.

  • dumpHooks: (obbligatorio) un elenco ordinato di hook che sono per compilare il volume di backup dedicato. Questi comandi vengono eseguiti sul dump selezionato Pod.

  • backupPostHooks: (facoltativo) un elenco ordinato di hook che sono vengono eseguiti dopo che i backup del volume hanno raggiunto la fase di CARICAMENTO. Questi comandi vengono eseguiti sul dump selezionato Pod.

  • loadHooks - (obbligatorio) un elenco ordinato di hook che vengono eseguiti per caricare i dati dal volume ripristinato dopo l'avvio dell'applicazione. Questi comandi vengono eseguiti solo sul caricamento selezionato Pod.

  • volumeSelector: (obbligatoria) logica per far corrispondere un singolo volume al backup e ripristinare (il volume "dump"). Anche se deve corrispondere a un solo volume, lo configuri nello stesso modo in cui configuri il sottoinsieme di volumi da eseguire il backup utilizzato da altre strategie.

Se l'applicazione consiste di deployment, ogni deployment deve avere esattamente una replica.

Questo esempio, che presuppone un'architettura di un StatefulSet principale e un StatefulSet secondario con PersistentVolumeClaims dedicato sia per i StatefulSet principali che per quelli secondari, mostra una strategia DumpAndLoad:

kind: ProtectedApplication
apiVersion: gkebackup.gke.io/v1
metadata:
  name: mariadb
  namespace: mariadb
spec:
  resourceSelection:
    type: Selector
    selector:
      matchLabels:
        app: mariadb
  components:
  - name: mariadb-dump
    resourceKind: StatefulSet
    resourceNames: ["mariadb-primary", "mariadb-secondary"]
    strategy:
      type: DumpAndLoad
      dumpAndLoad:
        loadTarget: mariadb-primary
        dumpTarget: mariadb-secondary
        dumpHooks:
        - name: db_dump
          container: mariadb
          command:
          - bash
          - "-c"
          - |
            mysqldump -u root --all-databases > /backup/mysql_backup.dump
        loadHooks:
        - name: db_load
          container: mariadb
          command:
          - bash
          - "-c"
          - |
            mysql -u root < /backup/mysql_backup.sql
        volumeSelector:
          matchLabels:
            gkebackup.gke.io/backup: dedicated-volume

Controllare se un ProtectedApplication è pronto per il backup

Per verificare se un ProtectedApplication è pronto per un backup, puoi eseguire il seguente comando:

kubectl describe protectedapplication APPLICATION_NAME

Sostituisci APPLICATION_NAME con il nome della tua applicazione.

Se è tutto pronto, la descrizione della richiesta mostrerà lo stato Ready to backup come true, come in questo esempio:

% kubectl describe protectedapplication nginx
Name:         nginx
Namespace:    default
API Version:  gkebackup.gke.io/v1
Kind:         ProtectedApplication
Metadata:
  UID:               90c04a86-9dcd-48f2-abbf-5d84f979b2c2
Spec:
  Components:
    Name:           nginx
    Resource Kind:  Deployment
    Resource Names:
      nginx
    Strategy:
      Backup All Restore All:
        Backup Pre Hooks:
          Command:
             /sbin/fsfreeze
             -f
             /var/log/nginx
          Container:         nginx
          Name:              freeze
        Backup Post Hooks:
          Command:
             /sbin/fsfreeze
             -u
             /var/log/nginx
          Container:         nginx
          Name:              unfreeze
      Type:                  BackupAllRestoreAll
  Resource Selection:
    Selector:
      Match Labels:
        app:        nginx
    Type:           Selector
 Status:
  Ready To Backup:  true 
Events:             <none>

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