掌握 Kubernetes 集群 Etcd 數據備份與快速恢復方法

作者：didiplus 2024-05-23 13:49:00

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在本教程中，您將學習如何在 Kubernetes 集群上使用 etcd 快照進行 etcd 備份和恢復。

在Kubernetes架構中，etcd是集群的重要組成部分。所有集群對象及其狀態都存儲在etcd中。為了更好地理解Kubernetes，有幾點關于etcd的信息是您需要了解的。

它是一個一致的、分布式的、安全的鍵值存儲。
它使用raft協議。
支持堆疊etcd的高可用架構。
它存儲kubernetes集群配置、所有API對象、對象狀態和服務發現細節。

Kubernetes etcd 備份使用etcdctl

以下是您應該了解的有關 etcd 備份的信息：

etcd 有一個內置的快照機制。
etcdctl是與 etcd 交互以獲取快照的命令行實用程序。

按照下面給出的步驟備份 etcd 快照：

(1) 登錄到控制平面

(2) 如果群集控制平面中沒有 etcdctl，請使用以下命令進行安裝。

sudo apt install etcd-client

(3) 我們需要將以下三部分信息傳遞給etcdctl以獲取etcd快照。

etcd endpoint (–endpoints)
ca certificate (–cacert)
server certificate (–cert)
server key (–key)

你可以通過兩種方式獲得上述參數：

etcd的靜態pod清單文件位于/etc/kubernetes/manifest/etcd.yaml位置。

您也可以通過描述在kube-system命名空間中運行的etcd pod來獲得上述細節。在描述pod時，將etcd-master-node替換為您的etcd pod名稱。

kubectl get po -n kube-system
kubectl describe pod etcd-master-node -n kube-system

(4) 使用以下命令進行etcd快照備份。

ETCDCTL_API=3 etcdctl \
  --endpoints=https://127.0.0.1:2379 \
  --cacert=<ca-file> \
  --cert=<cert-file> \
  --key=<key-file> \
  snapshot save <backup-file-location>

添加實際位置和參數時，命令如下所示。執行該命令進行備份。您可以將/opt/backup/etc.db替換為您選擇的位置和名稱。

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

如果執行成功，你會得到一個“Snapshot saved at /opt/backup/etc.db”的消息，如下所示。

此外，您可以使用以下命令來驗證快照。

ETCDCTL_API=3 etcdctl --write-out=table snapshot status /opt/backup/etcd.db

下面是一個示例輸出。

+----------+----------+------------+------------+
|   HASH   | REVISION | TOTAL KEYS | TOTAL SIZE |
+----------+----------+------------+------------+
| b7147656 |    51465 |       1099 |     5.1 MB |
+----------+----------+------------+------------+

Kubernetes etcd恢復使用快照備份

現在我們在/opt/backup/etc.db位置有了備份。我們將使用快照備份來恢復etcd。

下面是恢復etcd的命令:

ETCDCTL_API=3 etcdctl snapshot restore <backup-file-location>

讓我們執行etcd還原命令。/opt/backup/etc.db是備份文件：

ETCDCTL_API=3 etcdctl snapshot restore /opt/backup/etcd.db

如果您想使用特定的數據目錄進行恢復，可以使用--data-dir標志添加位置，如下所示：

ETCDCTL_API=3 etcdctl --data-dir /opt/etcd snapshot restore /opt/backup/etcd.db

創建定時任務備份

通過配置 Kubernetes CronJob，可以指定定期執行備份任務的時間表，確保etcd數據在指定的時間間隔內自動備份。這種方式不僅簡化了備份流程，還能確保集群數據的安全和持久性，防止數據丟失。CronJob的靈活性和自動化特性使得管理和維護etcd備份變得更加高效和可靠。

apiVersion:batch/v1
kind:CronJob
metadata:
  name:etcd-disaster-recovery# 定義 CronJob 的名稱
  namespace:cronjob# 指定 CronJob 所屬的命名空間
spec:
  schedule:"0 2 * * *"# 設置定時任務的調度時間表達式，表示每天凌晨2點執行一次
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        metadata:
          # labels:
          #   app: etcd-disaster-recovery  # 為 Pod 添加標簽，可根據需要注釋或刪除
        spec:
          affinity:# 定義 Pod 的親和性配置
            nodeAffinity:
              requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
                nodeSelectorTerms:
                -matchExpressions:
                  -key:kubernetes.io/hostname
                    operator:In
                    values:
                    -master01# 選擇特定的節點（這里是選擇 hostname 為 master01 的節點）
          containers:# 定義 Pod 中的容器
          -name:etcd# 容器名稱
            image:registry.k8s.io/etcd:3.5.10-0# 使用的 etcd 鏡像版本為 3.5.10-0
            imagePullPolicy:"IfNotPresent"# 鏡像拉取策略，如果本地已存在該鏡像，則不重新拉取
            command:# 容器啟動命令
            -sh
            --c
            -"export ETCDCTL_API=3; \
               etcdctl --endpoints=$ENDPOINT \
               --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt \
               --key=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key \
               --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt \
               snapshot save /snapshot/snapshot.db; \
               echo etcd backup success"
            env:# 環境變量配置，設置了一個名為 ENDPOINT 的環境變量，值為 "https://127.0.0.1:2379"
            -name:ENDPOINT
              value:"https://127.0.0.1:2379"
            volumeMounts:# 掛載配置，指定了容器中需要掛載的卷和掛載路徑
            -mountPath:"/etc/kubernetes/pki/etcd"# 將主機上的 /etc/kubernetes/pki/etcd 目錄掛載到容器的 /etc/kubernetes/pki/etcd 路徑
              name:etcd-certs
            -mountPath:"/var/lib/etcd"# 將主機上的 /var/lib/etcd 目錄掛載到容器的 /var/lib/etcd 路徑
              name:etcd-data
            -mountPath:"/snapshot"# 將主機上的 /root/etcd/snapshot 目錄掛載到容器的 /snapshot 路徑
              name:snapshot
              subPath:data/etcd-snapshot# 在主機上的 /root/etcd/snapshot 目錄下，將數據掛載到容器的 /snapshot/data/etcd-snapshot 路徑下
            -mountPath:/etc/localtime# 將主機上的 /etc/localtime 文件掛載到容器的 /etc/localtime 路徑
              name:lt-config
            -mountPath:/etc/timezone# 將主機上的 /etc/timezone 文件掛載到容器的 /etc/timezone 路徑
              name:tz-config
          restartPolicy:OnFailure# 定義容器重啟策略，當容器失敗時才會重啟
          volumes:# 卷配置，定義了 Pod 中使用的卷
          -name:etcd-certs
            hostPath:
              path:/etc/kubernetes/pki/etcd# 使用主機上的 /etc/kubernetes/pki/etcd 目錄作為卷
          -name:etcd-data
            hostPath:
              path:/var/lib/etcd# 使用主機上的 /var/lib/etcd 目錄作為卷
          -name:snapshot
            hostPath:
              path:/root/etcd/snapshot# 使用主機上的 /root/etcd/snapshot 目錄作為卷
          -name:lt-config
            hostPath:
              path:/etc/localtime# 使用主機上的 /etc/localtime 文件作為卷
          -name:tz-config
            hostPath:
              path:/etc/timezone# 使用主機上的 /etc/timezone 文件作為卷
        hostNetwork:true# 使用主機網絡模式，Pod 將共享主機的網絡命名空間

結論

在這篇博客中，我們學習了使用etcdctl命令行實用工具進行Kubernetes etcd備份和恢復。

責任編輯：趙寧寧來源：攻城獅成長日記