详解如何在数仓中搭建细粒度容灾应用

本文分享自华为云社区《GaussDB(DWS)细粒度容灾使用介绍》，作者： 天蓝蓝。

1. 前言

• 适用版本：【8.2.1.210及以上】

当前数仓承载的客户业务越来越多，从而导致客户对于数仓的可靠性要求不断增加。尤其在金融领域，容灾备份机制是信息系统必须提供的能力之一。本文介绍了在云上环境的双集群(不跨Region不跨VPC)后台手动部署并使用细粒度容灾的主要步骤，使得用户能快速方便得搭建起细粒度容灾。

2. 细粒度容灾简介

对于MPPDB集群的容灾而言，目前业界的常见方案要么是部署两套规格配置同等的集群，要么通过逻辑双加载方式去实现，这两个方案缺点比较明显，存在架构复杂、建设成本高等问题，不仅使得灾备部署难度增大，还导致资源浪费。在此背景下，GaussDB(DWS)基于列存表实现细粒度容灾能力，既满足核心分析型业务在极端场景的业务连续性要求，同时也能大幅降低容灾方案的建设成本，而且容灾架构轻量化，容灾系统易运维、易操作、易演练，从而帮助用户迅捷、经济、按需构建核心业务的容灾系统。

相比于传统的容灾方案，细粒度容灾有以下优势：

• 主集群和备集群双活（Active-Active）（备集群除灾备表只读外，其余表可读写）
• 主备集群只需满足DN整数倍关系，降低备集群建设资源，方便灵活部署
• 利用列存表的数据和元数据分离的特点，通过元数据逻辑同步 + 数据物理同步的方式，同步增量，结合UDF的增量抽取/回放接口，保障表级数据一致性
• 粒度可控，支持表级、schema级、库级容灾
• 支持表DDL，部分DCL元数据同步，达到切换可用

细粒度容灾示意图

3. 容灾前准备

3.1 配置互信

前提条件

• 确保ssh服务打开。
• 确保ssh端口不会被防火墙关闭。
• 确保所有机器节点间网络畅通。

配置互信

1. 依次登录主备集群各节点沙箱外，执行步骤2-4。
2. 将主集群和备集群所有节点ip和hostname添加到/home/Ruby/.ssh/authorized_keys和/var/chroot/home/Ruby/.ssh/authorized_keys的from列表中。
3. 将主集群和备集群所有节点ip和hostname的映射添加到/etc/hosts和/var/chroot/etc/hosts文件中。
4. 遍历主集群和备集群所有节点ip和hostname，执行以下命令。

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

校验互信

从主集群任一节点能免密ssh到备集群任一节点且从备集群任一节点能免密ssh到主集群任一节点，即代表互信已配置成功。

3.2 配置容灾配置文件

1. Ruby用户分别登录主备集群主节点沙箱内。
2. 创建容灾目录，假设目录为/DWS/data2/finedisaster。mkdir -p /DWS/data2/finedisaster
3. 在/DWS/data2/finedisaster目录下，创建容灾配置文件backupRestore.ini和主备集群倒换配置文件sw_backupRestore.ini。

注意：

细粒度容灾的容灾备份过程支持与物理细粒度备份业务并行执行。可通过以下措施隔离：

1. 两个备份任务指定不同的metadata目录和media目录，实现备份数据隔离。容灾备份目录通过容灾配置文件(backupRestore.ini和sw_backupRestore.ini)中的参数primary-media-destination和primary-metadata-destination指定。
2. 细粒度容灾的容灾备份端口与物理细粒度备份的master-port指定为不同的值，实现备份进程端口的隔离。容灾的备份端口通过容灾配置文件(backupRestore.ini和sw_backupRestore.ini)中的参数backup-port指定。

容灾配置文件backupRestore.ini

以下是backupRestore.ini文件示例，可根据具体业务场景修改配置参数值。

# 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

主备集群倒换配置文件sw_backupRestore.ini相比于backupRestore.ini只需颠倒下列参数

• 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

配置文件主要参数说明

参数名	参数含义
username	执行双集群脚本的OS用户，设置成GaussDB(DWS)集群相同的OS用户
primary-env	主集群的环境变量存储文件的绝对路径
standby-env	备集群的环境变量存储文件的绝对路径
backup-exec-time-interval	增量备份周期
primary-host-ip	主集群执行备份的节点ip
compression-type	备份文件的压缩算法类型
compression-level	备份文件的压缩级别
primary-media-destination	主集群上存放备份文件的绝对路径
primary-metadata-destination	主集群上备份元数据的绝对路径
backup-port	Roach主代理备份进程的执行端口
restore-interval	恢复周期
restore-host-ip	备集群执行恢复的节点ip
restore-media-destination	备集群存放主集群同步的备份文件的路径
restore-metadata-destination	备集群存放主集群同步的元数据信息的路径
restore-port	恢复进程执行端口
primary-cluster-id	指定主集群的UUID
standby-cluster-id	指定备集群的UUID
new-disaster-recovery-suppressed-time-windows	指定主集群不发起新一轮备份的时间窗口
desync-table-operation	指定不再进行细粒度容灾的表，在备集群上的处理方式
cpu-cores	指定容灾每个进程能使用的cpu核数
local-reserve-file-count	在发送到备用群集之前，可以在主群集上保留的最大rch文件数。0表示无限制。

3.3 主备集群准备

1. Ruby用户登录主集群主节点沙箱内。
2. 设置集群GUC参数。

   local-dn-num为本集群DN数，remote-dn-num为对方集群DN数，可替换为实际值。

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

3.4 容灾表数据准备

主集群连接数据库，准备容灾表数据。

• 新建容灾表

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(非容灾表)转为容灾表

alter table schema1.table_1 set (enable_disaster_cstore='on');

--查询表的分布方式

select pclocatortype from pg_catalog.pgxc_class where pcrelid = 'schema1.table_1'::regclass::oid limit 1;

--若表的分布方式为H（HASH分布），获取一个hash表的分布列，后续以'id'列分布为例

select pg_catalog.getdistributekey('schema1.table_1');

--对表做重分布

alter table schema1.table_1 DISTRIBUTE BY HASH(id);

--若表的分布方式为N(ROUNDROBIN分布)，对表做重分布

alter table schema1.table_1 DISTRIBUTE BY ROUNDROBIN;

--若表的分布方式为R(REPLICATION分布)，对表做重分布

alter table schema1.table_1 DISTRIBUTE BY REPLICATION;

4. 细粒度容灾操作

4.1 定义发布

Ruby用户登录主集群主节点沙箱，以下操作均在沙箱内进行。

1、连接数据库，通过发布语法指定需要容灾的主表，语法如下：

--发布所有表

CREATE PUBLICATION _pub_for_fine_dr FOR ALL TABLES;

--发布schema

CREATE PUBLICATION _pub_for_fine_dr FOR ALL TABLES IN SCHEMA schema1, schema2;

--发布表和schema

CREATE PUBLICATION _pub_for_fine_dr FOR ALL TABLES IN SCHEMA schema1, TABLE schema2.table_1;

--增加一个发布表

ALTER PUBLICATION _pub_for_fine_dr ADD TABLE schema1.table_1;

--增加发布SCHEMA

ALTER PUBLICATION _pub_for_fine_dr ADD ALL TABLES IN SCHEMA schema2;

2、定义发布后，将容灾publication放到参数文件中，以dbname.pubname形式，例如：

echo 'dbname._pub_for_fine_dr' > /DWS/data2/finedisaster/pub.list

若需要解除发布，通过DisasterFineGrained.py脚本下发cancel-publication命令

# 1、创建需要取消的容灾对象列表文件

# 解除发布表

echo 'db_name.schema_name.table_name' > /DWS/data2/finedisaster/config/disaster_object_list.txt

# 解除发布SCHEMA

echo 'db_name.schema_name' > /DWS/data2/finedisaster/config/disaster_object_list.txt

# 2、下发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、取消全部发布

python3 $GPHOME/script/DisasterFineGrained.py -t cancel-publication --config-file /DWS/data2/finedisaster/backupRestore.ini --all-cancel

4.2 启动容灾

注意

• 云上集群沙箱内无法启动crontab任务，需要在主备集群沙箱外手动添加定时备份恢复任务
• HCS 8.3.0及以上环境，沙箱外crontab设置ssh到沙箱内的定时任务，为了防止沙箱逃逸，ssh前需要加上"sudo python3 /rds/datastore/dws/​​​XXXXXX/sudo_lib/checkBashrcFile.py && source /etc/profile && source ~/.bashrc && "，否则定时任务不生效。checkBashrcFile.py文件路径与版本号有关。

1、主集群主节点沙箱外设置定时任务，crontab -e。注意替换主节点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 &

2、备集群主节点沙箱外设置定时任务，crontab -e。注意替换主节点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 &

3、成功启动备份确认。

Ruby用户分别登录主备集群主节点沙箱，查询SyncDataToStby.py进程是否存在。

ps ux | grep SyncDataToStby | grep -v grep

4、Ruby用户登录主/备集群主节点沙箱，使用roach的show-progress监控工具，查看备份/恢复进度。show-progress命令提供主备集群备份恢复进度等信息， 显示结果为json格式，各字段含义请参考产品文档。

python3 $GPHOME/script/SyncDataToStby.py -t show-progress --config-file /DWS/data2/finedisaster/backupRestore.ini

系统回显：

{

"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命令显示的主要字段释义如下

• priorKey：该备份集是基于这个backup key生成的。
• actionType：备份集当前的操作类型。

  取值包括如下：

  • Backup，表示备份阶段。
  • Restore，表示恢复阶段。
• progress：备份或恢复操作的进度。
• currentStep：备份或恢复正在执行的步骤。
• unrestoreKeys：待恢复的key列表。
• failedStep：备份或恢复失败的步骤，初始值默认为INIT。
• errorMsg：备份或恢复失败的错误信息，如果成功，该字段则显示成功的信息。
• errorCode：备份或恢复的错误码，该字段为预留字段，暂未使用。
• actionStartTime：当前操作的开始时间。
• actionEndTime：当前操作的结束时间。
• updateTime：当前操作进度的刷新时间。
• backupState：当前备份状态（backuping/stopped/waiting/abnormal）。
• restoreState： 当前恢复状态（restoring/stopped/waiting/abnormal）。
• backupSuccessTime：上次成功备份结束的时间。
• restoreSuccessTime：上次成功恢复结束的时间。
• latestBarrierTime：上次主备集群一致点时间。
• recovery point objective：rpo时间（当前主集群时间到最后一个恢复成功的备份集备份开始时间）。
• failover recovery point time：failover未同步时间点。

4.3 结果验证

4.3.1 功能验证

同步前后进行数据一致性校验，主表、备表数据进行checksum校验，检查是否同步正确（需排除由于接入业务导致的差异）。

4.3.2 性能验证

通过show-progress监控工具可以看到最近一次备份、恢复耗时。

5. 解除容灾

5.1 停止容灾

# 主备集群取消沙箱外的定时容灾任务，在备份/恢复任务前添加注释符“#”，取消定时任务

crontab -e

# 主集群Ruby用户登录主节点沙箱，停止备份

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

# 备集群Ruby用户登录主节点沙箱，停止恢复

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

5.2 删除容灾

警告

当不再需要容灾任务的时候，可以解除主备关系，恢复备集群的读写能力。删除容灾前需要先停止容灾。

Ruby用户登录主集群主节点的沙箱内。

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

系统回显：

Delete csv file.

Delete roachbackup file from XXX.XXX.XXX.XX

Delete roachbackup file from XXX.XXX.XXX.XX

Clear cluster disaster state.

6. 总结

本文介绍了在云上环境的双集群(不跨Region不跨VPC)后台手动部署并使用细粒度容灾的主要步骤，分为容灾前准备、细粒度容灾操作和解除容灾，使得用户能快速方便得搭建起细粒度容灾。

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