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備份恢復(fù)

Longhorn 提供了備份恢復(fù)功能，要使用這個功能我們需要給卷創(chuàng)建一個 snapshot 快照，快照是 Kubernetes Volume 在任何指定時間點的狀態(tài)。

在 Longhorn UI 的 Volume 頁面中點擊要創(chuàng)建快照的卷，進入卷的詳細信息頁面，點擊下方的 Take Snapshot 按鈕即可創(chuàng)建快照了，創(chuàng)建快照后，將在卷頭(Volume Head)之前的快照列表中可以看到它，比如這里我們會前面測試使用的 mysql 卷創(chuàng)建一個快照：

同樣在節(jié)點的數(shù)據(jù)目錄下面也可以看到創(chuàng)建的快照數(shù)據(jù)：

??tree?/var/lib/longhorn/replicas/pvc-ec17a7e4-7bb4-4456-9380-353db3ed4307-fbf72396/
/var/lib/longhorn/replicas/pvc-ec17a7e4-7bb4-4456-9380-353db3ed4307-fbf72396/
├──?revision.counter
├──?volume-head-002.img
├──?volume-head-002.img.meta
├──?volume.meta
├──?volume-snap-3b1f877b-24ba-44ec-808e-ab8d4b15f8dd.img
├──?volume-snap-3b1f877b-24ba-44ec-808e-ab8d4b15f8dd.img.meta
├──?volume-snap-5d403e8e-65e8-46d1-aa54-70aa3280dac4.img
└──?volume-snap-5d403e8e-65e8-46d1-aa54-70aa3280dac4.img.meta

0?directories,?8?files

其中的 volume-snap-xxx 后面的數(shù)據(jù)和頁面上的快照名稱是一致的，比如頁面中我們剛剛創(chuàng)建的快照名稱為 3b1f877b-24ba-44ec-808e-ab8d4b15f8dd，其中的 img 文件是鏡像文件，而 img.meta 是保持當前快照的元信息：

??cat?volume-snap-3b1f877b-24ba-44ec-808e-ab8d4b15f8dd.img.meta
{"Name":"volume-head-001.img","Parent":"volume-snap-5d403e8e-65e8-46d1-aa54-70aa3280dac4.img","Removed":false,"UserCreated":true,"Created":"2022-02-22T07:36:48Z","Labels":null}

元信息里面包含父級的文件鏡像，這其實表面快照是增量的快照。

此外除了手動創(chuàng)建快照之外，從 Longhorn UI 上還可以進行周期性快照和備份，同樣在卷的詳細頁面可以進行配置，在 Recurring Jobs Schedule 區(qū)域點擊 Add 按鈕即可創(chuàng)建一個定時的快照。

創(chuàng)建任務(wù)的時候可以選擇任務(wù)類型是備份(backup)或快照(snapshot)，任務(wù)的時間以 CRON 表達式的形式進行配置，還可以配置要保留的備份或快照數(shù)量以及標簽。

為了避免當卷長時間沒有新數(shù)據(jù)時，recurring jobs 可能會用相同的備份和空快照覆蓋舊的備份/快照的問題，Longhorn 執(zhí)行以下操作：

Recurring backup job 僅在自上次備份以來卷有新數(shù)據(jù)時才進行新備份
Recurring snapshot job 僅在卷頭(volume head)中有新數(shù)據(jù)時才拍攝新快照

此外我們還可以通過使用 Kubernetes 的 StorageClass 來配置定時快照，可以通過 StorageClass 的 recurringJobs 參數(shù)配置定時備份和快照，recurringJobs 字段應(yīng)遵循以下 JSON 格式：

apiVersion:?storage.k8s.io/v1
kind:?StorageClass
metadata:
??name:?longhorn
provisioner:?driver.longhorn.io
parameters:
??numberOfReplicas:?"3"
??staleReplicaTimeout:?"30"
??fromBackup:?""
??recurringJobs:?'[
????{
??????"name":"snap",
??????"task":"snapshot",
??????"cron":"*/1?*?*?*?*",
??????"retain":1
????},
????{
??????"name":"backup",
??????"task":"backup",
??????"cron":"*/2?*?*?*?*",
??????"retain":1
????}
??]'

應(yīng)為每個 recurring job 指定以下參數(shù)：

name：任務(wù)的名稱，不要在一個 recurringJobs 中使用重復(fù)的名稱，并且 name 的長度不能超過 8 個字符
task：任務(wù)的類型，它僅支持 snapshot 或 backup
cron：Cron 表達式，指定任務(wù)的執(zhí)行時間
retain：Longhorn 將為一項任務(wù)保留多少快照/備份，不少于 1

使用這個 StorageClass 創(chuàng)建的任何卷都將自動配置上這些 recurring jobs。

要備份卷就需要在 Longhorn 中配置一個備份目標，可以是一個 NFS 服務(wù)或者 S3 兼容的對象存儲服務(wù)，用于存儲 Longhorn 卷的備份數(shù)據(jù)，備份目標可以在 Settings/General/BackupTarget 中配置，我們這里使用 Helm Chart 安裝的，最好的方式是去定制 values 文件中的 defaultSettings.backupTarget，當然也可以直接去通過 Longhorn UI 進行配置，比如這里我們先配置備份目標為 nfs 服務(wù)，Backup Target 值設(shè)置為 nfs://192.168.31.31:/var/lib/k8s/data（要確保目錄存在），Backup Target Credential Secret 留空即可，然后拉到最下面點擊 Save：

備份目標配置后，就可以開始備份了，同樣導(dǎo)航到 Longhorn UI 的 Volume 頁面，選擇要備份的卷，點擊 Create Backup，然后添加合適的標簽點擊 OK 即可。

備份完成后導(dǎo)航到 Backup 頁面就可以看到對應(yīng)的備份數(shù)據(jù)了：

這些備份的數(shù)據(jù)也會對應(yīng)一個 backupvolumes crd 對象：

??kubectl?get?backupvolumes?-n?longhorn-system
NAME???????????????????????????????????????CREATEDAT??????????????LASTBACKUPNAME????????????LASTBACKUPAT???????????LASTSYNCEDAT
pvc-ec17a7e4-7bb4-4456-9380-353db3ed4307???2022-02-22T09:23:24Z???backup-8ae4af9c49534859???2022-02-22T09:23:24Z???2022-02-22T09:41:09Z

然后我們?nèi)サ?NFS 服務(wù)器上查看會在掛載目錄下面創(chuàng)建一個 backupstore 目錄，下面會保留我們備份的數(shù)據(jù)：

??tree?/var/lib/k8s/data/backupstore
/var/lib/k8s/data/backupstore
└──?volumes
????└──?5e
????????└──?b6
????????????└──?pvc-ec17a7e4-7bb4-4456-9380-353db3ed4307
????????????????├──?backups
????????????????│???└──?backup_backup-8ae4af9c49534859.cfg
????????????????├──?blocks
????????????????│???├──?02
????????????????│???│???└──?2e
????????????????│???│???????└──?022eefc6526cd3d8fc3a9f9a4ba253a910c61a1c430a807403f60a2f233fa210.blk
????????????????......
????????????????│???└──?f7
????????????????│???????└──?e3
????????????????│???????????└──?f7e3ae1f83e10da4ece5142abac1fafc0d0917370f7418874c151a66a18bfa15.blk
????????????????└──?volume.cfg

51?directories,?25?files

同樣這個時候我們也可以去快照列表選擇要備份的快照：

有了備份數(shù)據(jù)后要想要恢復(fù)數(shù)據(jù)，只需要選擇對應(yīng)的備份數(shù)據(jù)，點擊 Restore Latest Backup 恢復(fù)數(shù)據(jù)即可：

ReadWriteMany

Longhorn 可以通過 NFSv4 服務(wù)器暴露 Longhorn 卷，原生支持 RWX 工作負載，使用的 RWX 卷會在 longhorn-system 命名空間下面創(chuàng)建一個 share-manager- 的 Pod，該 Pod 負責通過在 Pod 內(nèi)運行的 NFSv4 服務(wù)器暴露 Longhorn 卷。

要能夠使用 RWX 卷，每個客戶端節(jié)點都需要安裝 NFSv4 客戶端，對于 Ubuntu，可以通過以下方式安裝 NFSv4 客戶端：

??apt?install?nfs-common

對于基于 RPM 的發(fā)行版，可以通過以下方式安裝 NFSv4 客戶端：

??yum?install?nfs-utils

現(xiàn)在我們來創(chuàng)建一個如下所示的 PVC 對象，訪問模式配置為 ReadWriteMany：

#?html-vol.yaml
kind:?PersistentVolumeClaim
apiVersion:?v1
metadata:
??name:?html
spec:
??accessModes:
????-?ReadWriteMany
??storageClassName:?longhorn
??resources:
????requests:
??????storage:?1Gi

直接創(chuàng)建上面的資源對象就會動態(tài)創(chuàng)建一個 PV 與之綁定：

??kubectl?get?pvc?html
NAME???STATUS???VOLUME?????????????????????????????????????CAPACITY???ACCESS?MODES???STORAGECLASS???AGE
html???Bound????pvc-a03c5f7d-d4ca-43e9-aa4a-fb3b5eb5cf15???1Gi????????RWX????????????longhorn???????15s
??kubectl?get?pv?pvc-a03c5f7d-d4ca-43e9-aa4a-fb3b5eb5cf15
NAME???????????????????????????????????????CAPACITY???ACCESS?MODES???RECLAIM?POLICY???STATUS???CLAIM??????????STORAGECLASS???REASON???AGE
pvc-a03c5f7d-d4ca-43e9-aa4a-fb3b5eb5cf15???1Gi????????RWX????????????Delete???????????Bound????default/html???longhorn????????????????63s

然后創(chuàng)建一個如下所示的名為 writer 的 Deployment 資源對象，使用上面創(chuàng)建的 PVC 來持久化數(shù)據(jù)：

#?html-writer.yaml
apiVersion:?apps/v1
kind:?Deployment
metadata:
??name:?writer
spec:
??selector:
????matchLabels:
??????app:?writer
??template:
????metadata:
??????labels:
????????app:?writer
????spec:
??????containers:
??????-?name:?content
????????image:?alpine:latest
????????volumeMounts:
????????-?name:?html
??????????mountPath:?/html
????????command:?["/bin/sh",?"-c"]
????????args:
????????-?while?true;?do
??????????date?>>?/html/index.html;
??????????sleep?5;
??????????done
??????volumes:
??????-?name:?html
????????persistentVolumeClaim:
??????????claimName:?html

部署后上面創(chuàng)建的 Longhorn 的卷就變成 Attached 狀態(tài)了：

并且這個時候會自動啟動一個 share-manager 的 Pod，通過該 Pod 內(nèi)運行的 NFSv4 服務(wù)器來暴露 Longhorn 卷：

??kubectl?get?pods?-n?longhorn-system?-l?longhorn.io/component=share-manager
NAME?????????????????????????????????????????????????????READY???STATUS????RESTARTS???AGE
share-manager-pvc-a03c5f7d-d4ca-43e9-aa4a-fb3b5eb5cf15???1/1?????Running???0??????????2m16s
??kubectl?logs?-f?share-manager-pvc-a03c5f7d-d4ca-43e9-aa4a-fb3b5eb5cf15?-n?longhorn-system
time="2022-02-22T10:07:42Z"?level=info?msg="starting?RLIMIT_NOFILE?rlimit.Cur?1048576,?rlimit.Max?1048576"
time="2022-02-22T10:07:42Z"?level=info?msg="ending?RLIMIT_NOFILE?rlimit.Cur?1048576,?rlimit.Max?1048576"
time="2022-02-22T10:07:42Z"?level=debug?msg="volume?pvc-a03c5f7d-d4ca-43e9-aa4a-fb3b5eb5cf15?device?/dev/longhorn/pvc-a03c5f7d-d4ca-43e9-aa4a-fb3b5eb5cf15?contains?filesystem?of?format?"?encrypted=false?volume=pvc-a03c5f7d-d4ca-43e9-aa4a-fb3b5eb5cf15
I0222?10:07:42.432630???????1?mount_linux.go:425]?Disk?"/dev/longhorn/pvc-a03c5f7d-d4ca-43e9-aa4a-fb3b5eb5cf15"?appears?to?be?unformatted,?attempting?to?format?as?type:?"ext4"?with?options:?[-F?-m0?/dev/longhorn/pvc-a03c5f7d-d4ca-43e9-aa4a-fb3b5eb5cf15]
I0222?10:07:42.981928???????1?mount_linux.go:435]?Disk?successfully?formatted?(mkfs):?ext4?-?/dev/longhorn/pvc-a03c5f7d-d4ca-43e9-aa4a-fb3b5eb5cf15?/export/pvc-a03c5f7d-d4ca-43e9-aa4a-fb3b5eb5cf15
time="2022-02-22T10:07:43Z"?level=info?msg="starting?nfs?server,?volume?is?ready?for?export"?encrypted=false?volume=pvc-a03c5f7d-d4ca-43e9-aa4a-fb3b5eb5cf15
time="2022-02-22T10:07:43Z"?level=info?msg="Running?NFS?server!"
time="2022-02-22T10:07:43Z"?level=info?msg="starting?health?check?for?volume"?encrypted=false?volume=pvc-a03c5f7d-d4ca-43e9-aa4a-fb3b5eb5cf15

然后我們再創(chuàng)建一個如下所示的 Deployment：

#?html-reader.yaml
apiVersion:?apps/v1
kind:?Deployment
metadata:
??name:?reader
spec:
??replicas:?3
??selector:
????matchLabels:
??????app:?reader
??template:
????metadata:
??????labels:
????????app:?reader
????spec:
??????containers:
??????-?name:?nginx
????????image:?nginx:stable-alpine
????????ports:
????????-?containerPort:?80
????????volumeMounts:
????????-?name:?html
??????????mountPath:?/usr/share/nginx/html
??????volumes:
??????-?name:?html
????????persistentVolumeClaim:
??????????claimName:?html
---
apiVersion:?v1
kind:?Service
metadata:
??name:?reader
spec:
??selector:
????app:?reader
??type:?NodePort
??ports:
??-?protocol:?TCP
????port:?80
????targetPort:?80

上面的 reader Pods 可以引用 writer Pod 相同的 PVC，是因為上面我們創(chuàng)建的 PV 和 PVC 是 ReadWriteMany 訪問模式，直接創(chuàng)建上面的資源對象，我們可以通過 NodePort 來訪問應(yīng)用：

??kubectl?get?pods?-l?app=reader
NAME?????????????????????READY???STATUS????RESTARTS???AGE
reader-b54c4749d-4bjxf???1/1?????Running???0??????????11s
reader-b54c4749d-5thwz???1/1?????Running???0??????????4m11s
reader-b54c4749d-drcfk???1/1?????Running???0??????????5m35s
??kubectl?get?svc?reader
NAME?????TYPE???????CLUSTER-IP?????EXTERNAL-IP???PORT(S)????????AGE
reader???NodePort???10.101.54.19???????????80:31800/TCP???84s
??curl?http://192.168.31.31:31800
......
Tue?Feb?22?10:18:39?UTC?2022
Tue?Feb?22?10:18:44?UTC?2022
Tue?Feb?22?10:18:49?UTC?2022
Tue?Feb?22?10:18:54?UTC?2022
Tue?Feb?22?10:18:59?UTC?2022
......

現(xiàn)在我們嘗試從一個 reader Pod 中去產(chǎn)生一些數(shù)據(jù)，然后再去訪問應(yīng)用驗證數(shù)據(jù)是否正確：

??kubectl?exec?reader-b54c4749d-4bjxf--?/bin/sh?-c?"echo?longhorn?rwx?access?mode?>>?/usr/share/nginx/html/index.html"
??curl?http://192.168.31.31:31800
......
Tue?Feb?22?10:23:49?UTC?2022
longhorn?rwx?access?mode

這里我們就驗證了在 Longhorn 中使用 ReadWriteMany 訪問模式的 Volume 卷。

Longhorn 高級使用之備份恢復(fù)與 ReadWriteMany

備份恢復(fù)

ReadWriteMany