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社区首页 >专栏 >Elastic Stack 实战教程 3:快照备份与恢复

Elastic Stack 实战教程 3:快照备份与恢复

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Se7en258
发布2023-02-26 16:01:19
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发布2023-02-26 16:01:19
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文章被收录于专栏:Se7en的架构笔记Se7en的架构笔记

本系列 Elastic Stack 实战教程总共涵盖 5 个实验,目的是帮助初学者快速掌握 Elastic Stack 的基本技能。 云起实验室在线体验地址:https://developer.aliyun.com/adc/scenarioSeries/24e7a7a4d56741d0bdcb3ee73c9c22f1

  • 实验 1:Elastic Stack 8 快速上手
  • 实验 2:ILM 索引生命周期管理
  • 实验 3:快照备份与恢复
  • 实验 4:使用 Fleet 管理 Elastic Agent 监控应用
  • 实验 5:Elasticsearch Java API Client 开发

实验 3:快照备份与恢复

Elasticsearch 提供快照和恢复功能,我们可以在远程文件系统仓库(比如共享文件系统、S3、HDFS 等)中为部分索引或者整个集群创建快照。快照有以下使用场景:

  • 数据灾备:当发生误删索引数据的情况时,可以使用快照来还原;在主集群无法正常工作时,可以使用快照在备集群上恢复数据。
  • 归档数据:随着数据的积累,集群中磁盘存储的压力会越来越大,对于一些时效性高的数据,比如日志、指标,我们往往只关心最近一段时间内的数据。对于时间比较早的数据,我们可以选择以快照的形式归档,以备后续有查询的需求。从 Elasticsearch 7.10 版本开始我们还可以结合 ILM 索引生命周期管理,在 Cold 和 Frozen 数据层使用可搜索快照进一步降低存储成本。
  • 迁移数据:当需要将数据从一个集群迁移到另一个集群时,使用快照是一种高效的选择。

1 部署实验环境

实验架构如下所示,包含以下几个组件:

  • MinIO 集群由 4 个节点组成,作为备份快照的存储库。
  • Nginx 提供反向代理的功能,作为 MinIO 集群统一的访问入口。
  • Elasticsearch 是一个开源的搜索和分析引擎。
  • Kibana 提供了可视化的操作界面,方便用户与 Elasticsearch 进行交互。

首先执行以下命令修改系统参数以满足 Elasticsearch 的运行条件。

代码语言:javascript
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# 增加进程可使用的最大内存映射区域数
cat >> /etc/sysctl.conf << EOF
vm.max_map_count=262144
EOF

sysctl -p

# 增加进程可使用的最大文件描述符数量
cat >> /etc/security/limits.conf  << EOF
elastic - nofile  65535
EOF

ulimit -n 65535

为了方便实验,本节采用 Docker Compose 的方式快速部署 Elasticsearch 集群。执行如下命令,安装 Docker 和 Docker Compose。

代码语言:javascript
复制
curl -sSL https://get.daocloud.io/docker | sh
apt install -y docker-compose

执行如下命令,获取 docker-compose.yml 配置文件,并在后台启动 Elasticsearch 集群。

代码语言:javascript
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apt install -y git
git clone https://gitee.com/cr7258/elastic-lab.git
cd elastic-lab/3_snapshot/
docker-compose up -d

执行 docker-compose ps 命令查看容器运行状态,其中 3snapshot_setup_1 容器是用于创建证书以及设置 elastic 和 kibana_system 用户密码的,执行完毕后会自动退出,我们需要确保其他容器处于 Up 状态。

2 创建存储桶

接下来在 MinIO 中创建用于保存 Elasticsearch 快照数据的存储桶。在浏览器输入 http://<ESC 公网 IP>:9000 访问 MinIO 界面。输入用户名 minioadmin,密码 minioadmin,点击 Login。其中用户名和密码是在 elastic-lab/3_snapshot/.env 文件中设置的。

点击右上角 Create Bucket,新建一个存储桶。

设置存储桶的名字为 es-snapshot,点击 Create Bucket

3 Keystore 添加 MinIO 登录凭据

为了让 Elasticsearch 可以正常连接到 MinIO 对象存储,我们需要在 keystore 添加 MinIO 的登录凭据。执行如下命令,进入 Elasticsearch 容器。

代码语言:javascript
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docker exec -it 3snapshot_es01_1 bash

连接对象存储的凭证存储在 Elasticsearch 的 keystore 中,使用以下命令在 keystore 中添加存储库访问凭证。其中 client_name 参数用于区分连接存储库的客户端,这里我们将 client_name 设置成 minio。MinIO 的 AccessKeySecretKey 是我们在 elastic-lab/3_snapshot/.env 文件中设置的 minioadmin 和 minioadmin。

语法如下:

代码语言:javascript
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#bin/elasticsearch-keystore add s3.client.<client_name>.access_key
#bin/elasticsearch-keystore add s3.client.<client_name>.secret_key

执行以下命令,在 keystore 中添加 AccessKey。

代码语言:javascript
复制
bin/elasticsearch-keystore add s3.client.minio.access_key

执行以下命令,在 keystore 中添加 SecretKey。

代码语言:javascript
复制
bin/elasticsearch-keystore add s3.client.minio.secret_key

执行以下命令确认设置的 AccessKey 和 SecretKey 是否正确。

代码语言:javascript
复制
bin/elasticsearch-keystore show s3.client.minio.access_key
bin/elasticsearch-keystore show s3.client.minio.secret_key

浏览器输入 http://<ESC 公网 IP>:5601 访问 Kibana 界面。输入用户名 elastic,密码 elastic123,点击 Login in。其中密码是在 elastic-lab/2_ilm/.env 文件中设置的。

点击 Management -> Dev Tools -> Console,打开 Kibana Console 界面。执行以下命令重新加载在节点上设置的 keystore。

代码语言:javascript
复制
POST _nodes/reload_secure_settings
{
  "secure_settings_password":""
}

4 注册存储库

存储库(repository)是用于存储快照的地方,在创建或恢复快照之前先要创建好存储库。执行如下命令注册存储库,在 type 参数中设置存储库类型为 s3,在 settings 参数中填写存储库相关信息。从 Elasticsearch 8.0 版本开始已经内置支持 S3 类型的存储库了,无需再像以前那样安装 S3 Repository 插件了。

代码语言:javascript
复制
PUT _snapshot/my-repository
{
  "type": "s3",
  "settings": {
    "bucket": "es-snapshot", // 存储桶名称
    "client": "minio",  // 和 keystore 中设置的 client_name 一致
    "endpoint": "http://<ES 公网 IP>:9000" // 存储库 IP 地址
  }
}

在创建存储库时,Elasticsearch 会自动检查存储库是否可用,如果没有报错说明存储库可以正常使用。在创建完成后也以使用 verify snapshot repository API 验证存储库的连接情况,如果验证成功,该请求将返回用于验证存储库的节点列表;如果验证失败,则返回错误信息。

代码语言:javascript
复制
POST _snapshot/my-repository/_verify

# 返回结果
{
  "nodes" : {
    "jnuDcyy1T_CroiQuBfDASA" : {
      "name" : "es01"
    }
  }
}

5 创建快照

注册好存储库以后,接下来就可以创建快照(snapshot)对数据进行备份了。在创建快照之前,先准备一个索引 index-1,并往里面插入 3 条文档。

代码语言:javascript
复制
PUT _bulk
{"index":{"_index":"index-1"}}
{"name":"Mark","age":21}
{"index":{"_index":"index-1"}}
{"name":"Lisa","age":18}
{"index":{"_index":"index-1"}}
{"name":"Jack","age":20}

然后使用 create snapshot API 手动创建名为 snapshot-1 的快照,根据数据量的大小,快照可能需要等待一段时间才能完成。默认情况下,快照命令在后台启动快照进程后,就会立即向客户端返回响应。如果想要等待快照完成后再响应客户端,可以将 wait_for_completion 参数设置为 true。

代码语言:javascript
复制
PUT _snapshot/my-repository/snapshot-1
# 等待快照完成后再响应客户端
# PUT _snapshot/my-repository/snapshot-1?wait_for_completion=true

如上所示,在不做额外设置的情况下,快照默认会备份集群中所有的数据流和打开的索引。如果想要选择性地做快照备份,可以在请求体中设置相应的参数,支持的参数如下:

  • ignore_unavailable(可选,布尔):是否忽略创建快照时不存在的索引,默认值为 false。
  • indices(可选,字符串列表):快照中包含的索引和数据流。
  • include_global_state(可选,布尔):是否备份当前的全局状态,默认值为 true。全局状态包括:
    • persistent cluster settings
    • index template
    • legacy index template
    • ingest pipeline
    • ILM policy
    • feature state
  • feature_states(可选,字符串列表): 快照中包含的功能状态列表,feature state 包含用于存储 Elastic Stack 组件(例如 Elasticsearch Security 和 Kibana)的相关配置和历史记录的索引和数据流。
  • metadata(可选,对象):添加任意元数据到快照中,例如谁创建了快照,以及创建快照的原因等等。
  • partial(可选,布尔):是否允许对含有不可用分片的索引进行部分快照,默认值为 false。

接下来创建快照 snapshot-2,并在请求体中指定一些参数:

  • indices 参数指明只对索引 index-1 和 index-2 进行备份。
  • 在本示例中并没有创建索引 index-2,在这里将 ignore_unavailable 参数设置为 true 可以忽略创建快照时不存在的索引,避免产生索引不存在的报错;
  • include_global_state 参数设置为 false 表示不会备份集群状态和功能状态,因此集群的设置、用户权限以及 Kibana 配置等都不会进行备份。
  • partial 参数设置为 true 允许当索引存在不可用的分片时,继续进行部分快照。
  • 最后在 metadata 参数中添加了一些自定义的内容,说明快照的创建人和创建原因。
代码语言:javascript
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PUT _snapshot/my-repository/snapshot-2
{
  "indices": "index-1,index-2",// 备份的索引和者数据流
  "ignore_unavailable": true, // 忽略创建快照时不存在的索引
  "include_global_state": false, // 不备份集群状态和功能状态
  "partial": true, // 允许对含有不可用分片的索引进行部分快照
  "metadata": { // 添加自定义元数据到快照
     "taken_by": "chengzw",
      "taken_because": "backup before upgrading"
   }
}

Stack Management -> Snapshot and Restore -> Snapshots 可以查看创建快照的进度。

执行如下命令,可以查看快照的信息,其中包含快照的索引和数据流,快照当前的状态,快照开始和结束的时间,创建快照花费的时间,创建快照时的异常信息等等。

代码语言:javascript
复制
GET _snapshot/my-repository/snapshot-2

# 返回结果
{
  "snapshots" : [
    {
      "snapshot" : "snapshot-2",
      "uuid" : "3_j5cF85T7CpltOeIzhM4Q",
      "repository" : "my-repository",
      "version_id" : 8020399,
      "version" : "8.2.3",
      "indices" : [ // 快照中包含的索引
        "index-1"
      ],
      "data_streams" : [ ], // 快照中包含的数据流
      "include_global_state" : false,
      "metadata" : {
        "taken_because" : "backup before upgrading",
        "taken_by" : "chengzw"
      },
      "state" : "SUCCESS",  // 快照当前的状态
      "start_time" : "2022-07-21T03:27:19.674Z",  // 快照开始时间
      "start_time_in_millis" : 1658374039674,
      "end_time" : "2022-07-21T03:27:35.280Z", // 快照结束时间
      "end_time_in_millis" : 1658374055280,
      "duration_in_millis" : 15606, // 创建快照花费的时间
      "failures" : [ ], // 创建快照的异常信息
      "shards" : {
        "total" : 1,
        "failed" : 0,
        "successful" : 1
      },
      "feature_states" : [ ]
    }
  ],
  "total" : 1,
  "remaining" : 0
}

在 Minio 的存储桶中可以看到快照的数据。

6 恢复快照

确认快照创建完成后,现在来尝试使用快照来恢复索引。在恢复之前先删除原有的索引 index-1。

代码语言:javascript
复制
DELETE index-1

如下所示,使用 restore snapshot API 指定恢复索引 index-1。

代码语言:javascript
复制
POST _snapshot/my-repository/snapshot-1/_restore
{
  "indices": "index-1"
}

查询索引 index-1,可以看到文档被成功恢复了。

代码语言:javascript
复制
GET index-1/_search

# 返回结果
{
  "took" : 0,
  "timed_out" : false,
  "_shards" : {
    "total" : 1,
    "successful" : 1,
    "skipped" : 0,
    "failed" : 0
  },
  "hits" : {
    "total" : {
      "value" : 3,
      "relation" : "eq"
    },
    "max_score" : 1.0,
    "hits" : [
      {
        "_index" : "index-1",
        "_id" : "_hjDHoIBKcgbD44DUW4Z",
        "_score" : 1.0,
        "_source" : {
          "name" : "Mark",
          "age" : 21
        }
      },
      {
        "_index" : "index-1",
        "_id" : "_xjDHoIBKcgbD44DUW4Z",
        "_score" : 1.0,
        "_source" : {
          "name" : "Lisa",
          "age" : 18
        }
      },
      {
        "_index" : "index-1",
        "_id" : "ABjDHoIBKcgbD44DUW8Z",
        "_score" : 1.0,
        "_source" : {
          "name" : "Jack",
          "age" : 20
        }
      }
    ]
  }
}

默认情况下,快照中所有的索引和数据流都会恢复,除了集群状态相关的索引以外。如果想要恢复集群状态,可以将 include_global_state 参数设置为 true。恢复快照时,目标索引必须处于 close 状态,当快照恢复完成后,会自动将索引 open。如果不指定恢复的目标索引名,默认会将快照中的数据恢复到原索引上,这里需要强调的是,恢复后的索引中只会含有快照中备份的数据,创建快照后的增量数据将会丢失。

在恢复快照时也可以在请求体中指定一些参数:

  • indices 参数指明只对索引 index-1 和 index-2 的快照数据进行恢复。
  • 在本示例中并没有创建索引 index-2,在这里将 ignore_unavailable 参数设置为 true 可以忽略快照中不存在的索引,避免产生索引不存在的报错。
  • include_global_state 参数设置为 false 表示不恢复集群状态和功能状态,因此集群的设置、用户权限以及 Kibana 配置等都不会进行恢复。
  • rename_patternrename_replacement 两个参数定义了恢复快照到新索引的匹配模式。
  • include_aliases 参数设置是否恢复别名,默认为 true。

执行以下命令,将 index-1 索引的快照数据恢复到新的索引 restored-index-1 上。

代码语言:javascript
复制
POST _snapshot/my-repository/snapshot-1/_restore
{
  "indices": "index-1,index-2", // 备份的索引和者数据流
  "ignore_unavailable": true, // 忽略快照中不存在的索引
  "include_global_state": false, // 默认为 false,不恢复集群状态     
  "rename_pattern": "index-(.*)", // 匹配快照中的索引,() 内的内容替换到 $1 中
  "rename_replacement": "restored-index-$1", // 恢复的索引名
  "include_aliases": false // 不恢复别名
}

7 SLM 快照生命周期管理

Elasticsearch 从 7.4 版本开始引入了 SLM(Snapshot Lifecycle Management) 快照生命周期管理功能。我们可以通过设置 SLM 策略来对快照的生命周期进行管理,例如定时创建快照,控制快照的保留时长和数量等等。如下所示,创建了一个 SLM 策略 nightly-snapshots:

  • schedule 参数中可以使用 Cron 表达式来设置定时任务。
  • name 参数用于设置快照的名称,支持日期数学表达式,这样可以方便我们区分快照创建的时间,为了防止命名冲突,SLM 策略会在快照名的末尾附加随机的 UUID 字符串。
  • retention 参数中可以设置快照的保留规则,避免快照的数量无限制地增长。
代码语言:javascript
复制
PUT _slm/policy/nightly-snapshots
{
  "schedule": "0 30 1 * * ?", // 每天凌晨 1:30  (UTC 时间) 创建快照
  "name": "<nightly-snapshots-{now/d}>",  // 快照名称, 使用日期数学表达式添加当前日期
  "repository": "my-repository", // 使用的存储库 
  "config": { 
    "indices": ["index-1", "index-2"], // 备份的索引   
    "ignore_unavailable": true, // 忽略创建快照时不存在的索引
    "include_global_state": false // 不备份集群状态和功能状态
  },
  "retention": {   // 快照保留策略
    "expire_after": "30d",  // 保留快照 30 天
    "min_count": 5,  // 保留至少 5 个快照
    "max_count": 50 // 保留最多 50 个快照
  }
}

创建完 SLM 策略以后,可以执行 execute snapshot lifecycle policy API 立即创建快照,这便于我们测试新的 SLM 策略,手动执行策略不会影响其快照计划。

代码语言:javascript
复制
POST _slm/policy/nightly-snapshots/_execute

我们也可以在 Stack Management -> Snapshot and Restore -> Policies 手动执行 SLM 策略。

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原始发表:2022-12-13,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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目录
  • 实验 3:快照备份与恢复
    • 1 部署实验环境
      • 2 创建存储桶
        • 3 Keystore 添加 MinIO 登录凭据
          • 4 注册存储库
            • 5 创建快照
              • 6 恢复快照
                • 7 SLM 快照生命周期管理
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