詳解如何在數倉中搭建細粒度容災應用

来源:https://www.cnblogs.com/huaweiyun/p/18000551
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本文介紹了在雲上環境的雙集群(不跨Region不跨VPC)後臺手動部署並使用細粒度容災的主要步驟，使得用戶能快速方便得搭建起細粒度容災。 ...


本文分享自華為雲社區《GaussDB(DWS)細粒度容災使用介紹》，作者： 天藍藍。

1. 前言

適用版本：【8.2.1.210及以上】

當前數倉承載的客戶業務越來越多，從而導致客戶對於數倉的可靠性要求不斷增加。尤其在金融領域，容災備份機制是信息系統必須提供的能力之一。本文介紹了在雲上環境的雙集群(不跨Region不跨VPC)後臺手動部署並使用細粒度容災的主要步驟，使得用戶能快速方便得搭建起細粒度容災。

2. 細粒度容災簡介

對於MPPDB集群的容災而言，目前業界的常見方案要麼是部署兩套規格配置同等的集群，要麼通過邏輯雙載入方式去實現，這兩個方案缺點比較明顯，存在架構複雜、建設成本高等問題，不僅使得災備部署難度增大，還導致資源浪費。在此背景下，GaussDB(DWS)基於列存表實現細粒度容災能力，既滿足核心分析型業務在極端場景的業務連續性要求，同時也能大幅降低容災方案的建設成本，而且容災架構輕量化，容災系統易運維、易操作、易演練，從而幫助用戶迅捷、經濟、按需構建核心業務的容災系統。

相比於傳統的容災方案，細粒度容災有以下優勢：

  • 主集群和備集群雙活（Active-Active）（備集群除災備表只讀外，其餘表可讀寫）
  • 主備集群只需滿足DN整數倍關係，降低備集群建設資源，方便靈活部署
  • 利用列存表的數據和元數據分離的特點，通過元數據邏輯同步 + 數據物理同步的方式，同步增量，結合UDF的增量抽取/回放介面，保障表級數據一致性
  • 粒度可控，支持表級、schema級、庫級容災
  • 支持表DDL，部分DCL元數據同步，達到切換可用

細粒度容災示意圖

3. 容災前準備

3.1 配置互信

前提條件

  • 確保ssh服務打開。
  • 確保ssh埠不會被防火牆關閉。
  • 確保所有機器節點間網路暢通。

配置互信

依次登錄主備集群各節點沙箱外，執行步驟2-4。

將主集群和備集群所有節點ip和hostname添加到/home/Ruby/.ssh/authorized_keys和/var/chroot/home/Ruby/.ssh/authorized_keys的from列表中。

將主集群和備集群所有節點ip和hostname的映射添加到/etc/hosts和/var/chroot/etc/hosts文件中。

遍歷主集群和備集群所有節點ip和hostname，執行以下命令。

ssh-keyscan -t rsa -T 120 ${ip/hostname} >> /home/Ruby/.ssh/known_hosts
ssh-keyscan -t rsa -T 120 ${ip/hostname} >> /var/chroot/home/Ruby/.ssh/known_hosts

校驗互信

從主集群任一節點能免密ssh到備集群任一節點且從備集群任一節點能免密ssh到主集群任一節點，即代表互信已配置成功。

3.2 配置容災配置文件

  1. Ruby用戶分別登錄主備集群主節點沙箱內。
  2. 創建容災目錄，假設目錄為/DWS/data2/finedisaster。mkdir -p /DWS/data2/finedisaster
  3. 在/DWS/data2/finedisaster目錄下，創建容災配置文件backupRestore.ini和主備集群倒換配置文件sw_backupRestore.ini。

註意：

細粒度容災的容災備份過程支持與物理細粒度備份業務並行執行。可通過以下措施隔離：

兩個備份任務指定不同的metadata目錄和media目錄，實現備份數據隔離。容災備份目錄通過容災配置文件(backupRestore.ini和sw_backupRestore.ini)中的參數primary-media-destination和primary-metadata-destination指定。

細粒度容災的容災備份埠與物理細粒度備份的master-port指定為不同的值，實現備份進程埠的隔離。容災的備份埠通過容災配置文件(backupRestore.ini和sw_backupRestore.ini)中的參數backup-port指定。

容災配置文件backupRestore.ini

以下是backupRestore.ini文件示例，可根據具體業務場景修改配置參數值。

# Configuration file for SyncDataToStby tool
# The backup life cycle
life-cycle=10m
# The table that records backups info
backuprestoreinfo-file=backuprestoreinfo.csv
# The cluster user name for cluster
username=Ruby
# The primary cluster env set
primary-env=
# The standby cluster env set
standby-env=
# Time interval between each full backup, uint: min
full-backup-exec-time-interval=N/A
# Time interval between each backup
backup-exec-time-interval=2
# One of the backup hosts
primary-host-ip=XXX.XXX.XXX.XX
# The media type that restore backup files, DISK
media-type=disk
# The number of process that should be used. Range is (1~32)
parrallel-process=4
# The compression level that should be used for backup. Range(0~9)
compression-level=1
compression-type=2
# Media destination where the backup must be stored
primary-media-destination=/DWS/data2/finedisaster/mediadata
# Metadata destination where the metadata must be stored
primary-metadata-destination=/DWS/data2/finedisaster/metadata
# The master-port in which the backup must be executed
backup-port=XXXX
# Logging level for the log contents of backup:FATAL,ERROR,INFO,DEBUG
primary-cluster-logging-level=INFO
# Time interval between each restore, uint: min
restore-interval=2
# One of the restore hosts
restore-host-ip=XXX.XXX.XXX.XX
# Media destination where the backup contents must be stored in the standby cluster
restore-media-destination=/DWS/data2/finedisaster/mediadata
# Metadata destination where the backup contents must be stored in the standby cluster
restore-metadata-destination=/DWS/data2/finedisaster/metadata
# The master-port in which the restore must be executed
restore-port=XXXX
# Logging level for the log contents of restore
standby-cluster-logging-level=INFO
# The maximum number of log files that should be created. Range is (5~1024).
log-file-count=50
# The retry times of checking cluster balance for resuem backup or double clusters
check-balance-retry-times=0
# cluster id
primary-cluster-id=11111111-1111-1111-1111-111111111111
standby-cluster-id=22222222-2222-2222-2222-222222222222
# Processes tables for which fine-grained disaster recovery is no longer performed
# Value should be 'none', 'log-desync-table', 'drop-desync-table'
desync-table-operation=drop-desync-table
# Number of CPU cores that can be used by each DR process. Range is (1~1024).
cpu-cores=8
# The max number of rch files that can be reserved on master cluster before sent to standby cluster. 0 means no limit.
local-reserve-file-count=160

主備集群倒換配置文件sw_backupRestore.ini相比於backupRestore.ini只需顛倒下列參數

  • primary-host-ip / restore-host-ip
  • backup-port / restore-port
  • primary-media-destination / restore-media-destination
  • primary-metadata-destination / restore-metadata-destination
  • primary-cluster-id / standby-cluster-id

配置文件主要參數說明

參數名參數含義
username 執行雙集群腳本的OS用戶，設置成GaussDB(DWS)集群相同的OS用戶
primary-env 主集群的環境變數存儲文件的絕對路徑
standby-env 備集群的環境變數存儲文件的絕對路徑
backup-exec-time-interval 增量備份周期
primary-host-ip 主集群執行備份的節點ip
compression-type 備份文件的壓縮演算法類型
compression-level 備份文件的壓縮級別
primary-media-destination 主集群上存放備份文件的絕對路徑
primary-metadata-destination 主集群上備份元數據的絕對路徑
backup-port Roach主代理備份進程的執行埠
restore-interval 恢復周期
restore-host-ip 備集群執行恢復的節點ip
restore-media-destination 備集群存放主集群同步的備份文件的路徑
restore-metadata-destination 備集群存放主集群同步的元數據信息的路徑
restore-port 恢復進程執行埠
primary-cluster-id 指定主集群的UUID
standby-cluster-id 指定備集群的UUID
new-disaster-recovery-suppressed-time-windows 指定主集群不發起新一輪備份的時間視窗
desync-table-operation 指定不再進行細粒度容災的表，在備集群上的處理方式
cpu-cores 指定容災每個進程能使用的cpu核數
local-reserve-file-count 在發送到備用群集之前，可以在主群集上保留的最大rch文件數。0表示無限制。

3.3 主備集群準備

Ruby用戶登錄主集群主節點沙箱內。

設置集群GUC參數。

local-dn-num為本集群DN數，remote-dn-num為對方集群DN數，可替換為實際值。

python3 $GPHOME/script/DisasterFineGrained.py -t prepare --local-dn-num 6 --remote-dn-num 3 --config-file /DWS/data2/finedisaster/backupRestore.ini

3.4 容災表數據準備

主集群連接資料庫，準備容災表數據。

新建容災表
create table schema1.table_1(id int, name text) with (orientation = column, colversion="2.0", enable_disaster_cstore="on", enable_delta=false) DISTRIBUTE BY hash(id);
存量表(非容災表)轉為容災表
alter table schema1.table_1 set (enable_disaster_cstore='on');
--查詢表的分佈方式
select pclocatortype from pg_catalog.pgxc_class where pcrelid = 'schema1.table_1'::regclass::oid limit 1;
--若表的分佈方式為H（HASH分佈），獲取一個hash表的分佈列，後續以'id'列分佈為例
select pg_catalog.getdistributekey('schema1.table_1');
--對錶做重分佈
alter table schema1.table_1 DISTRIBUTE BY HASH(id);
--若表的分佈方式為N(ROUNDROBIN分佈)，對錶做重分佈
alter table schema1.table_1 DISTRIBUTE BY ROUNDROBIN;
--若表的分佈方式為R(REPLICATION分佈)，對錶做重分佈
alter table schema1.table_1 DISTRIBUTE BY REPLICATION;

4. 細粒度容災操作

4.1 定義發佈

Ruby用戶登錄主集群主節點沙箱，以下操作均在沙箱內進行。

連接資料庫，通過發佈語法指定需要容災的主表，語法如下：
--發佈所有表
CREATE PUBLICATION _pub_for_fine_dr FOR ALL TABLES;
--發佈schema
CREATE PUBLICATION _pub_for_fine_dr FOR ALL TABLES IN SCHEMA schema1, schema2;
--發佈表和schema
CREATE PUBLICATION _pub_for_fine_dr FOR ALL TABLES IN SCHEMA schema1, TABLE schema2.table_1;
--增加一個發佈表
ALTER PUBLICATION _pub_for_fine_dr ADD TABLE schema1.table_1;
--增加發佈SCHEMA
ALTER PUBLICATION _pub_for_fine_dr ADD ALL TABLES IN SCHEMA schema2;
定義發佈後，將容災publication放到參數文件中，以dbname.pubname形式，例如：
echo 'dbname._pub_for_fine_dr' > /DWS/data2/finedisaster/pub.list

若需要解除發佈，通過DisasterFineGrained.py腳本下發cancel-publication命令

# 1、創建需要取消的容災對象列表文件
# 解除發佈表
echo 'db_name.schema_name.table_name' > /DWS/data2/finedisaster/config/disaster_object_list.txt
# 解除發佈SCHEMA
echo 'db_name.schema_name' > /DWS/data2/finedisaster/config/disaster_object_list.txt

# 2、下發cancel-publication命令
python3 $GPHOME/script/DisasterFineGrained.py -t cancel-publication --disaster-object-list-file /DWS/data2/finedisaster/config/disaster_object_list.txt --config-file /DWS/data2/finedisaster/backupRestore.ini

# 3、取消全部發佈
python3 $GPHOME/script/DisasterFineGrained.py -t cancel-publication --config-file /DWS/data2/finedisaster/backupRestore.ini --all-cancel

4.2 啟動容災

註意：

雲上集群沙箱內無法啟動crontab任務，需要在主備集群沙箱外手動添加定時備份恢復任務

HCS 8.3.0及以上環境，沙箱外crontab設置ssh到沙箱內的定時任務，為了防止沙箱逃逸，ssh前需要加上"sudo python3 /rds/datastore/dws/​​​XXXXXX/sudo_lib/checkBashrcFile.py && source /etc/profile && source ~/.bashrc && "，否則定時任務不生效。checkBashrcFile.py文件路徑與版本號有關。

主集群主節點沙箱外設置定時任務，crontab -e。註意替換主節點IP。
*/1 * * * * nohup ssh XXX.XXX.XXX.XXX "source /etc/profile;if [ -f ~/.profile ];then source ~/.profile;fi;source ~/.bashrc;nohup python3 /opt/dws/tools/script/SyncDataToStby.py -t backup  --config-file /DWS/data2/finedisaster/backupRestore.ini --disaster-fine-grained --publication-list /DWS/data2/finedisaster/pub.list  >>/dev/null 2>&1 &"  >>/dev/null 2>&1 &
備集群主節點沙箱外設置定時任務，crontab -e。註意替換主節點IP。
*/1 * * * * nohup ssh XXX.XXX.XXX.XXX "source /etc/profile;if [ -f ~/.profile ];then source ~/.profile;fi;source ~/.bashrc;nohup python3 /opt/dws/tools/script/SyncDataToStby.py -t restore  --config-file /DWS/data2/finedisaster/backupRestore.ini  --disaster-fine-grained  >>/dev/null 2>&1 &" >>/dev/null 2>&1 &

成功啟動備份確認。

Ruby用戶分別登錄主備集群主節點沙箱，查詢SyncDataToStby.py進程是否存在。
ps ux | grep SyncDataToStby | grep -v grep
Ruby用戶登錄主/備集群主節點沙箱，使用roach的show-progress監控工具，查看備份/恢復進度。show-progress命令提供主備集群備份恢復進度等信息， 顯示結果為json格式，各欄位含義請參考產品文檔。
python3 $GPHOME/script/SyncDataToStby.py -t show-progress --config-file /DWS/data2/finedisaster/backupRestore.ini

系統回顯：

{
  "primary cluster": {
    "key": "20231109_212030",
    "priorKey": "20231109_211754",
    "actionType": "Backup",
    "progress": "100.00%",
    "backupRate": {
      "producerRate": "0MB/s",
      "compressRate": "0MB/s",
      "consumerRate": "0MB/s"
    },
    "currentStep": "FINISH",
    "unrestoreKeys": "N/A",
    "failedStep": "INIT",
    "errorMsg": "",
    "errorCode": "",
    "actionStartTime": "2023-11-09 21:20:28",
    "actionEndTime": "2023-11-09 21:20:49",
    "updateTime": "2023-11-09 21:20:50"
  },
  "standby cluster": {
    "key": "20231109_175002",
    "priorKey": "N/A",
    "actionType": "Restore",
    "progress": "100.00%",
    "backupRate": {
      "producerRate": "0MB/s",
      "compressRate": "0MB/s",
      "consumerRate": "0MB/s"
    },
    "currentStep": "FINISH",
    "unrestoreKeys": "20231109_211754,20231109_212030",
    "failedStep": "INIT",
    "errorMsg": "",
    "errorCode": "",
    "actionStartTime": "2023-11-09 17:53:07",
    "actionEndTime": "2023-11-09 17:53:15",
    "updateTime": "2023-11-09 17:53:15"
  },
  "apply": {
    "backupState": "waiting",
    "restoreState": "waiting",
    "backupSuccessTime": "2023-11-09 21:21:24",
    "restoreSuccessTime": "2023-11-09 17:53:55"
  },
  "latestBarrierTime": "",
  "recovery point objective": "3:32:17",
  "failover recovery point time": ""
}

show-progress命令顯示的主要欄位釋義如下

  • priorKey：該備份集是基於這個backup key生成的。
  • actionType：備份集當前的操作類型。
    取值包括如下：
    • Backup，表示備份階段。
    • Restore，表示恢復階段。
  • progress：備份或恢復操作的進度。
  • currentStep：備份或恢復正在執行的步驟。
  • unrestoreKeys：待恢復的key列表。
  • failedStep：備份或恢復失敗的步驟，初始值預設為INIT。
  • errorMsg：備份或恢復失敗的錯誤信息，如果成功，該欄位則顯示成功的信息。
  • errorCode：備份或恢復的錯誤碼，該欄位為預留欄位，暫未使用。
  • actionStartTime：當前操作的開始時間。
  • actionEndTime：當前操作的結束時間。
  • updateTime：當前操作進度的刷新時間。
  • backupState：當前備份狀態（backuping/stopped/waiting/abnormal）。
  • restoreState： 當前恢復狀態（restoring/stopped/waiting/abnormal）。
  • backupSuccessTime：上次成功備份結束的時間。
  • restoreSuccessTime：上次成功恢復結束的時間。
  • latestBarrierTime：上次主備集群一致點時間。
  • recovery point objective：rpo時間（當前主集群時間到最後一個恢覆成功的備份集備份開始時間）。
  • failover recovery point time：failover未同步時間點。

4.3 結果驗證

4.3.1 功能驗證

同步前後進行數據一致性校驗，主表、備表數據進行checksum校驗，檢查是否同步正確（需排除由於接入業務導致的差異）。

4.3.2 性能驗證

通過show-progress監控工具可以看到最近一次備份、恢復耗時。

5. 解除容災

5.1 停止容災

# 主備集群取消沙箱外的定時容災任務，在備份/恢復任務前添加註釋符“#”，取消定時任務
crontab -e
# 主集群Ruby用戶登錄主節點沙箱，停止備份
python3 $GPHOME/script/SyncDataToStby.py -t stop-backup --config-file /DWS/data2/finedisaster/backupRestore.ini --disaster-fine-grained
# 備集群Ruby用戶登錄主節點沙箱，停止恢復
python3 $GPHOME/script/SyncDataToStby.py -t stop-restore --config-file /DWS/data2/finedisaster/backupRestore.ini --disaster-fine-grained

5.2 刪除容災

警告

當不再需要容災任務的時候，可以解除主備關係，恢復備集群的讀寫能力。刪除容災前需要先停止容災。

Ruby用戶登錄主集群主節點的沙箱內。

python3 $GPHOME/script/SyncDataToStby.py -t set-independent --config-file /DWS/data2/finedisaster/backupRestore.ini --disaster-fine-grained

系統回顯：

Delete csv file.
Delete roachbackup file from XXX.XXX.XXX.XX
Delete roachbackup file from XXX.XXX.XXX.XX
Clear cluster disaster state.

6. 總結

本文介紹了在雲上環境的雙集群(不跨Region不跨VPC)後臺手動部署並使用細粒度容災的主要步驟，分為容災前準備、細粒度容災操作和解除容災，使得用戶能快速方便得搭建起細粒度容災。

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