Patroni 中备份恢复和数据迁移

1. 备份恢复

1.1 备份策略与配置

Patroni 支持多种备份方法，可以通过配置文件的 bootstrap 和 postgresql 部分进行定制。主要的备份恢复机制包括：

1.1.1 WAL-E 云存储备份

WAL-E 是一个开源的连续归档工具，支持将 WAL 日志和基础备份存储到云存储服务（如 AWS S3、Google Cloud Storage 等）。Patroni 内置了 WAL-E 恢复脚本，可以智能地选择从云存储恢复或使用 pg_basebackup。

配置示例：

yaml 复制代码

postgresql:
  create_replica_methods:
    - wal_e
    - basebackup
  wal_e:
    command: patroni_wale_restore
    envdir: /etc/wal-e.d/env
    use_iam: 1
    threshold_mb: 1024
    threshold_pct: 10
  basebackup:
    max-rate: '100M'

参数说明：

envdir: WAL-E 环境变量目录
use_iam: 是否使用 AWS IAM 角色认证（1 启用，0 禁用）
threshold_mb: WAL 差异阈值（MB），超过此值则使用 pg_basebackup
threshold_pct: WAL 差异百分比阈值，超过此值则使用 pg_basebackup

1.1.2 pg_basebackup 标准备份

pg_basebackup 是 PostgreSQL 自带的基础备份工具，Patroni 默认使用此方法创建副本：

yaml 复制代码

postgresql:
  create_replica_methods:
    - basebackup
  basebackup:
    max-rate: '50M'
    checkpoint: 'fast'
    verbose: true

1.1.3 Barman

Barman（Backup and Recovery Manager for PostgreSQL）是一个用于管理 PostgreSQL 数据库备份和恢复的生产级工具，特别适用于高可用性架构。要在 Patroni 中使用 Barman 作为备份方法，需要在 postgresql 配置块中添加以下内容：

yaml 复制代码

postgresql:
  create_replica_methods:
    - barman
    - basebackup
  barman:
    command: patroni_barman --api-url https://barman-host:7480 recover
    barman-server: my_server
    ssh-command: ssh postgres@patroni-host
  basebackup:
    max-rate: '100M'

参数说明：

command: 指定用于恢复备份的命令。
barman-server: 指定 Barman 服务器的名称。
ssh-command: 指定用于连接到 Patroni 主机的 SSH 命令。
max-rate: 指定 pg_basebackup 的最大速率。

1.2 恢复流程与机制

Patroni 的恢复过程采用多级回退策略，确保在各种故障情况下都能成功恢复：

1.3 自定义备份解决方案

除了内置的备份方法，Patroni 还支持完全自定义的备份恢复脚本：

1.3.1 自定义 bootstrap 脚本

yaml 复制代码

bootstrap:
  method: custom_init
  custom_init:
    command: /usr/local/bin/custom_bootstrap.sh
    recovery_conf:
      recovery_target_action: promote
      recovery_target_timeline: latest
      restore_command: envdir /etc/wal-e.d/env wal-e wal-fetch "%f" "%p"

1.3.2 自定义副本创建方法

yaml 复制代码

postgresql:
  create_replica_methods:
    - custom_restore
    - basebackup
  custom_restore:
    command: /usr/local/bin/custom_restore.py
    keep_data: true
    no_params: false
    backup_source: s3://my-bucket/backups/

2. 数据迁移

2.1 主要版本升级

PostgreSQL 主要版本升级需要特殊的数据迁移流程：

升级步骤：

停止 Patroni 服务。
升级 PostgreSQL 二进制文件。
执行 pg_upgrade 进行数据迁移。
清除 DCS 中的集群状态。
启动 Patroni 并重新初始化集群。

2.2 跨集群数据迁移

对于跨集群的数据迁移，可以使用逻辑复制或物理备份恢复：

yaml 复制代码

# 源集群配置
bootstrap:
  method: logical_backup
  logical_backup:
    command: /usr/local/bin/logical_backup.sh
    format: directory
    compression: gzip

# 目标集群配置
postgresql:
  create_replica_methods:
    - logical_restore
  logical_restore:
    command: /usr/local/bin/logical_restore.sh
    source_cluster: original-cluster
    parallel_jobs: 4

3. 监控与验证

为确保备份恢复的有效性，需要建立完善的监控体系：

关键监控指标：

备份成功率与耗时
恢复时间目标（RTO）达成情况
数据恢复点目标（RPO）符合度
WAL 归档延迟
存储空间使用情况

验证脚本示例：

bash 复制代码

#!/bin/bash
# 备份验证脚本
BACKUP_STATUS=$(patronictl list --format json | jq '.backup_status')
if [ "$BACKUP_STATUS" != "healthy" ]; then
    echo "备份状态异常: $BACKUP_STATUS"
    exit 1
fi
 
# 检查最新的备份时间
LAST_BACKUP=$(wal-e backup-list --detail LATEST | grep last_modified)
if [ -z "$LAST_BACKUP" ]; then
    echo "未找到有效备份"
    exit 1
fi
 
echo "备份验证通过: $LAST_BACKUP"

4. 故障处理与最佳实践

4.1 常见问题处理：

WAL-E 恢复失败
- 检查云存储权限和网络连接
- 验证环境变量配置
- 检查备份文件完整性
pg_basebackup 超时
- 调整 max-rate 参数限制带宽
- 检查网络带宽和延迟
- 增加超时时间配置
版本兼容性问题
- 确保备份恢复工具版本匹配
- 验证 PostgreSQL 版本兼容性
- 测试迁移流程 before 生产环境

4.2 最佳实践

多备份策略：结合 WAL-E 云备份和本地 pg_basebackup。
定期验证：定期测试备份恢复流程。
监控告警：设置备份失败即时告警。
文档完善：详细记录备份恢复 procedures。
自动化测试：建立自动化的备份恢复测试流水线。