印刻数据库

外观

GaussDB 故障恢复流程 ​

故障分类 ​

在进行故障恢复之前，需要先对故障进行分类，以便采取针对性的恢复方法。GaussDB 故障主要可以分为以下几类：

1. 硬件故障 ​

  • 服务器故障：CPU、内存、主板等硬件故障
  • 存储故障：磁盘损坏、RAID 故障、存储阵列故障
  • 网络故障：网卡故障、交换机故障、网络线缆故障

2. 软件故障 ​

  • 数据库进程崩溃
  • 操作系统故障
  • 中间件故障
  • 应用程序故障

3. 数据故障 ​

  • 数据丢失：误删除、误截断表、误格式化
  • 数据损坏：磁盘坏块、文件系统损坏、数据库文件损坏
  • 数据不一致：事务回滚失败、主从复制故障

4. 人为故障 ​

  • 误操作：误删除数据、误修改配置、误执行 DDL/DML 语句
  • 恶意攻击：SQL 注入、数据篡改、勒索软件攻击

故障恢复准备 ​

1. 备份策略 ​

  • 全量备份：定期进行全量备份，建议每天或每周执行一次
  • 增量备份：在全量备份的基础上，定期进行增量备份，建议每小时或每天执行一次
  • WAL 日志备份：实时备份 WAL 日志，确保可以进行点恢复
  • 备份验证：定期验证备份的完整性和可用性，确保备份可以用于恢复

2. 恢复环境 ​

  • 确保有可用的恢复目标服务器，硬件配置不低于原服务器
  • 确保恢复目标服务器的操作系统和数据库版本与原服务器一致
  • 确保有足够的存储空间用于恢复备份数据
  • 确保恢复目标服务器的网络配置正确，可以访问备份存储

3. 恢复工具 ​

  • gs_restore：用于从逻辑备份中恢复数据库
  • gs_basebackup：用于从物理备份中恢复数据库
  • gs_ctl：用于管理数据库实例，包括恢复操作
  • pg_waldump：用于分析 WAL 日志
  • gs_logtool：用于分析数据库日志

故障恢复流程 ​

1. 故障发现与评估 ​

故障发现渠道 ​

  • 监控系统告警
  • 应用程序报错
  • 用户投诉
  • 例行巡检发现

故障评估内容 ​

  • 故障影响范围：单个节点、整个集群、部分业务或全部业务
  • 故障严重程度：轻微、一般、严重、紧急
  • 故障持续时间：已经持续多久，是否有扩大趋势
  • 故障表现：具体的错误信息和异常现象
  • 数据丢失情况：是否有数据丢失，丢失的数据量有多大

2. 故障定位与分析 ​

  • 收集故障信息：运行日志、系统日志、监控数据等
  • 分析故障原因：硬件故障、软件故障、数据故障、人为故障等
  • 确定故障类型：根据故障表现和分析结果，确定故障类型
  • 制定恢复方案：根据故障类型和数据丢失情况，制定合适的恢复方案

3. 恢复方案制定 ​

根据故障类型和数据丢失情况，可以选择以下恢复方案：

1. 快速恢复 ​

  • 适用场景：数据库进程崩溃、操作系统重启等不涉及数据丢失的故障
  • 恢复方法：重启数据库实例，等待数据库自动恢复
  • 恢复时间：分钟级

2. 基于备份的恢复 ​

  • 适用场景：数据丢失、数据损坏等涉及数据丢失的故障
  • 恢复方法：
    • 全量恢复：使用最近的全量备份恢复数据库
    • 增量恢复：在全量恢复的基础上，使用增量备份恢复到更近的时间点
    • 点恢复：在全量和增量恢复的基础上，使用 WAL 日志恢复到特定时间点
  • 恢复时间：小时级或天级，取决于备份大小和恢复时间点

3. 基于主从复制的恢复 ​

  • 适用场景：主节点故障，从节点数据完整
  • 恢复方法：将从节点提升为主节点，重新配置复制关系
  • 恢复时间：分钟级

4. 基于集群的恢复 ​

  • 适用场景：分布式集群中的节点故障
  • 恢复方法：
    • 启动故障节点的备用节点
    • 重新加入集群
    • 同步数据
  • 恢复时间：分钟级或小时级，取决于集群规模和数据量

4. 恢复执行 ​

根据制定的恢复方案，执行具体的恢复操作：

1. 快速恢复步骤 ​

bash
# 检查数据库状态
gs_ctl status -D /path/to/data/directory

# 重启数据库实例
gs_ctl restart -D /path/to/data/directory -l /path/to/log/directory/startup.log

# 检查数据库是否恢复正常
gsql -c "SELECT 1;"

2. 基于备份的恢复步骤 ​

bash
# 停止数据库实例
gs_ctl stop -D /path/to/data/directory

# 清空数据目录
rm -rf /path/to/data/directory/*

# 使用基础备份恢复
pg_basebackup -D /path/to/data/directory -F p -X fetch -c fast -h backup_host -p backup_port -U backup_user -W

# 配置恢复参数
cat > /path/to/data/directory/recovery.conf << EOF
restore_command = 'cp /path/to/wal/archive/%f %p'
recovery_target_time = '2023-05-20 12:00:00'
recovery_target_inclusive = true
EOF

# 启动数据库实例进行恢复
gs_ctl start -D /path/to/data/directory -l /path/to/log/directory/recovery.log

# 检查恢复进度
tail -f /path/to/log/directory/recovery.log

# 恢复完成后，移除 recovery.conf 文件
gs_ctl stop -D /path/to/data/directory
rm /path/to/data/directory/recovery.conf
gs_ctl start -D /path/to/data/directory

3. 基于主从复制的恢复步骤 ​

bash
# 检查从节点状态
gsql -h slave_host -p slave_port -U postgres -c "SELECT * FROM pg_stat_replication;"

# 提升从节点为主节点
gs_ctl promote -D /path/to/slave/data/directory

# 检查新主节点状态
gsql -h slave_host -p slave_port -U postgres -c "SELECT pg_is_in_recovery();"

# 重新配置其他从节点指向新主节点
# 在其他从节点上执行：
cat > /path/to/other_slave/data/directory/recovery.conf << EOF
primary_conninfo = 'host=new_master_host port=new_master_port user=replication_user password=replication_password'
restore_command = 'cp /path/to/wal/archive/%f %p'
EOF

# 重启其他从节点
gs_ctl restart -D /path/to/other_slave/data/directory

5. 恢复验证 ​

  • 数据完整性验证：检查恢复后的数据是否完整，与备份一致
  • 数据一致性验证：检查数据库中的数据是否一致，没有矛盾
  • 业务功能验证：测试应用程序是否可以正常访问数据库，业务功能是否正常
  • 性能验证：检查数据库的性能是否恢复到正常水平

6. 恢复后的处理 ​

  • 更新监控配置：如果恢复到了新的服务器，需要更新监控配置
  • 更新备份策略：如果恢复了数据，需要重新调整备份策略
  • 更新文档：记录故障原因、恢复过程、恢复结果等信息
  • 经验总结：分析故障原因，总结恢复经验，制定预防措施

常见故障恢复案例 ​

1. 数据库进程崩溃恢复 ​

故障现象：数据库进程意外终止，应用程序无法连接到数据库

恢复步骤：

  1. 检查数据库进程状态：ps aux | grep gaussdb
  2. 检查数据库日志，分析崩溃原因：tail -n 100 /path/to/log/directory/postgresql.log
  3. 重启数据库实例：gs_ctl restart -D /path/to/data/directory
  4. 检查数据库是否恢复正常：gsql -c "SELECT 1;"
  5. 分析崩溃原因，制定预防措施

2. 数据误删除恢复 ​

故障现象：用户误删除了重要数据，需要恢复到删除前的状态

恢复步骤：

  1. 立即停止数据库写入，防止数据被覆盖：gs_ctl stop -m fast -D /path/to/data/directory
  2. 确定删除数据的时间点：通过日志或监控数据确定
  3. 使用最近的全量备份恢复到临时目录：pg_basebackup -D /tmp/restore -F p -X fetch -h backup_host -p backup_port -U backup_user -W
  4. 配置恢复参数，指定恢复到删除前的时间点：
    bash
    cat > /tmp/restore/recovery.conf << EOF
restore_command = 'cp /path/to/wal/archive/%f %p'
recovery_target_time = '2023-05-20 10:00:00'  # 删除前的时间点
recovery_target_inclusive = true
EOF
  5. 启动临时数据库实例：gs_ctl start -D /tmp/restore -p 5433
  6. 从临时实例中导出误删除的数据：gsql -p 5433 -d database_name -c "COPY (SELECT * FROM table_name) TO '/tmp/recovered_data.csv' CSV;"
  7. 将恢复的数据导入到生产数据库：gsql -d database_name -c "COPY table_name FROM '/tmp/recovered_data.csv' CSV;"
  8. 停止临时数据库实例：gs_ctl stop -D /tmp/restore
  9. 清理临时文件：rm -rf /tmp/restore /tmp/recovered_data.csv

3. 主节点故障恢复 ​

故障现象：主节点服务器硬件故障，无法启动

恢复步骤：

  1. 检查从节点状态，确认数据完整性：gsql -h slave_host -p slave_port -U postgres -c "SELECT * FROM pg_stat_replication;"
  2. 提升从节点为主节点：gs_ctl promote -D /path/to/slave/data/directory
  3. 检查新主节点状态：gsql -h slave_host -p slave_port -U postgres -c "SELECT pg_is_in_recovery();"
  4. 更新应用程序的数据库连接配置，指向新主节点
  5. 部署新的从节点，重新建立主从复制关系
  6. 验证新集群的状态：gs_om -t status

故障恢复最佳实践 ​

1. 定期备份 ​

  • 制定合理的备份策略，包括全量备份、增量备份和 WAL 日志备份
  • 定期验证备份的完整性和可用性，确保备份可以用于恢复
  • 将备份存储在安全可靠的位置，最好是异地存储

2. 测试恢复流程 ​

  • 定期进行恢复测试，验证恢复流程的有效性
  • 测试不同故障场景的恢复方法，包括硬件故障、软件故障和数据故障
  • 记录恢复测试的结果，不断优化恢复流程

3. 监控与告警 ​

  • 配置全面的监控指标，包括系统资源、数据库性能、存储和网络
  • 设置合理的告警阈值，及时发现异常情况
  • 建立告警处理流程，确保告警能够得到及时处理

4. 文档与培训 ​

  • 建立完整的故障恢复文档，包括各种故障场景的恢复步骤
  • 对运维人员进行定期培训，确保他们熟悉故障恢复流程
  • 建立故障恢复演练机制，提高运维人员的应急处理能力

5. 自动化恢复 ​

  • 开发自动化恢复脚本，提高恢复效率和准确性
  • 对于常见的故障场景，实现自动化检测和恢复
  • 建立恢复操作的审批机制，确保恢复操作的安全性

常见问题（FAQ） ​

Q1: 如何确定 GaussDB 数据库的恢复时间点？ ​

A1: 可以通过以下方式确定恢复时间点：

  1. 数据库日志：查看数据库运行日志，找到故障发生的时间点
  2. 应用程序日志：查看应用程序日志，找到业务异常的时间点
  3. 监控数据：查看监控数据，找到性能或指标异常的时间点
  4. 用户报告：根据用户报告的问题发生时间，确定恢复时间点

Q2: 如何提高 GaussDB 数据库的恢复速度？ ​

A2: 可以通过以下方式提高恢复速度：

  1. 优化备份策略：使用增量备份和差异备份，减少恢复时需要处理的数据量
  2. 使用并行恢复：在恢复时使用 -j 选项，启用并行恢复
  3. 优化存储性能：使用高性能存储设备，提高恢复时的 I/O 速度
  4. 预配置恢复环境：提前准备好恢复目标服务器，确保硬件和软件配置就绪
  5. 使用压缩备份：减少备份文件的大小，提高备份和恢复的速度

Q3: 如何处理 GaussDB 数据库的部分数据丢失？ ​

A3: 处理部分数据丢失的步骤：

  1. 确定丢失的数据范围：哪些表、哪些行的数据丢失了
  2. 确定恢复策略：是恢复整个数据库还是只恢复丢失的数据
  3. 如果只恢复丢失的数据：
    • 使用备份恢复到临时实例
    • 从临时实例中导出丢失的数据
    • 将导出的数据导入到生产数据库
  4. 如果恢复整个数据库：
    • 按照完整的恢复流程执行
    • 恢复后验证数据完整性

Q4: 如何防止 GaussDB 数据库的人为误操作？ ​

A4: 可以通过以下方式防止人为误操作：

  1. 权限管理：实施最小权限原则，只授予用户必要的权限
  2. 操作审计：启用审计日志，记录所有重要操作
  3. 操作审批：对于重要操作，建立审批机制
  4. 备份验证：定期验证备份的完整性和可用性
  5. 测试环境：在测试环境中进行操作测试，再应用到生产环境
  6. 操作脚本：将常用操作编写为脚本，减少手动操作的错误

Q5: 如何在 GaussDB 分布式集群中进行故障恢复？ ​

A5: 在 GaussDB 分布式集群中进行故障恢复的步骤：

  1. 确定故障节点的类型：Coordinator 节点或 Datanode 节点
  2. 如果是 Datanode 节点故障：
    • 启动备用 Datanode 节点
    • 将备用节点加入集群
    • 同步数据
  3. 如果是 Coordinator 节点故障：
    • 启动备用 Coordinator 节点
    • 更新集群配置，指向新的 Coordinator 节点
    • 重新建立连接
  4. 验证集群状态：使用 gs_om -t status 检查集群状态
  5. 监控集群性能，确保恢复后的集群正常运行