使用文件系统快照备份自管理分片集群
Overview
本文档介绍了对分片集群的所有组件进行备份的过程。 此过程使用文件系统快照来捕获 mongod实例的副本。
重要
要备份分片集群，您必须停止对集群的所有写入。
有关MongoDB中的备份，特别是分分片的集群备份的更多信息，请参阅自管理部署的备份方法和备份和恢复自管理分片集群。
Considerations
跨分片事务
要使用文件系统快照进行备份，您必须首先停止负载均衡器、停止写入并停止集群上的任何模式转换操作。
MongoDB 提供的备份和恢复操作可以与负载均衡器一起运行，并通过以下服务运行事务：
加密存储引擎（仅限 MongoDB Enterprise）
对于使用 AES256-GCM 加密模式的加密存储引擎，AES256-GCM 要求每个进程使用带有密钥的唯一计数器块值。
对于使用 AES256-GCM 密码配置的加密存储引擎：
- 从热备份恢复
- 从 4.2 开始，如果从通过“热”备份（即
mongod正在运行）获取的文件进行恢复，MongoDB 可以在启动时检测到“脏”密钥，并自动滚动更新数据库密钥以避免重用 IV（初始化向量）。
- 从冷备份恢复
不过，如果从通过“冷”备份（即
mongod未运行）获取的文件进行恢复，MongoDB 无法在启动时检测到“脏”密钥，重用 IV 将导致机密性和完整性保证失效。从 4.2 版开始，为了避免从冷文件系统快照恢复后重用密钥，MongoDB 添加了一个新的命令行选项
--eseDatabaseKeyRollover。使用--eseDatabaseKeyRollover选项启动时，mongod实例会滚动使用AES256-GCM密码配置的数据库密钥并退出。
平衡器
在捕获备份之前，请务必停止负载均衡器。
如果在捕获备份时负载均衡器处于活动状态，则备份项目可能不完整或有重复的数据，因为数据块在记录备份时可能会迁移。
精度
在此过程中，您将停止集群负载均衡器并备份配置数据库，然后使用文件系统快照工具备份集群中的每个分片。如果您需要系统某一时刻的精确快照，则需要在创建文件系统快照之前停止所有写入操作；否则创建的只是近似于某一时刻的快照。
一致性(Consistency)
如要备份分片集群，必须使用 fsync 命令或 db.fsyncLock() 方法来停止对集群的写入。这有助于降低备份中出现不一致的可能性。
注意
只有完全按照这些步骤操作，并且开始时没有任何操作正在进行，才能生成一致的备份。
通过采用 RAID 10 配置的 Amazon EBS 来创建快照
如果您的部署依赖于 Amazon 的 Elastic Block Storage (EBS)，并在实例中配置了 RAID，则无法使用该平台的快照工具在所有磁盘上获得一致的状态。作为替代方案，您可执行下列操作之一：
设置
fsync锁以刷新所有写入操作，锁定集群以防止新的写入，以帮助降低备份过程中出现不一致状态的可能性。如果选择此选项，请参阅备份日志文件在单独卷上或不包含日志的实例。
配置 LVM，以便在您系统内的 RAID 上运行并保存您的 MongoDB 数据文件。
如果选择此选项，请执行创建快照中所述的逻辑卷管理器备份操作。
版本兼容性
此过程需要支持 mongos 的 fsync 锁定 MongoDB 版本。
从 MongoDB 7.1开始（也从7.0.2开始提供， 6.0.11和5.0 。22 ），则可以在fsync 上运行 和fsyncUnlock mongos命令以锁定和解锁分片集群。
开始之前
从MongoDB 8.0开始，您可以使用directShardOperations角色执行需要直接对分片执行命令的分片操作。
警告
使用directShardOperations角色运行命令可能会导致集群停止正常工作，并可能导致数据损坏。 仅将directShardOperations角色用于维护目的或在MongoDB支持的指导下使用。 执行完维护操作后，请停止使用directShardOperations角色。
步骤
要对分片集群进行自我管理备份，请完成以下步骤：
查找备份窗口
数据块迁移、重新分片和模式迁移操作会导致备份不一致。要找到执行备份的最佳时机，请监视应用程序和数据库的使用情况，并确定这些操作不太可能发生的时间。
有关更多信息，请参阅为自管理分片集群安排备份窗口。
停止负载均衡器
为了防止数据块迁移破坏备份，请使用 sh.stopBalancer() 方法停止平衡器：
sh.stopBalancer()
如果当前正在进行均衡轮次，则操作会等待均衡完成后再继续执行。
要验证负载均衡器是否已停止，请使用 sh.getBalancerState() 方法：
use config while( sh.isBalancerRunning().mode != "off" ) { print("waiting..."); sleep(1000); }
锁定集群
写入数据库可能会导致备份不一致。锁定分片集群以防止数据库被写入。
若要锁定分片集群，请使用 db.fsyncLock() 方法：
db.getSiblingDB("admin").fsyncLock()
在配置服务器的 mongos 和主 mongod 上运行以下聚合管道。要确认锁定，请确保 fysncLocked 字段返回 true ，fsyncUnlocked 字段返回 false。
db.getSiblingDB("admin").aggregate( [ { $currentOp: { } }, { $facet: { "locked": [ { $match: { $and: [ { fsyncLock: { $exists: true } } ] } }], "unlocked": [ { $match: { fsyncLock: { $exists: false } } } ] } }, { $project: { "fsyncLocked": { $gt: [ { $size: "$locked" }, 0 ] }, "fsyncUnlocked": { $gt: [ { $size: "$unlocked" }, 0 ] } } } ] )
[ { fsyncLocked: true }, { fsyncUnlocked: false } ]
备份主配置服务器
注意
备份配置服务器会备份分片集群的元数据。您只需备份一个配置服务器，因为它们都保存相同的数据。针对 CSRS 主节点执行此步骤。
要创建配置服务器的文件系统快照，请按照创建快照中的步骤操作。
备份主分片
使用使用文件系统快照备份和恢复自托管Atlas 备份快照分片的过程，对每个分片的主节点 (primary node in the replica set)成员执行文件系统快照。
解锁集群
备份完成后，您必须解锁群集以允许恢复写入。
要解锁集群，请使用 db.fsyncUnlock() 方法：
db.getSibling("admin").fsyncUnlock()
在配置服务器的 mongos 和主 mongod 上运行以下聚合管道。要确认解锁，请确保 fysncLocked 字段返回 false ， fsyncUnlocked 字段返回 true。
db.getSiblingDB("admin").aggregate( [ { $currentOp: { } }, { $facet: { "locked": [ { $match: { $and: [ { fsyncLock: { $exists: true } } ] } }], "unlocked": [ { $match: { fsyncLock: { $exists: false } } } ] } }, { $project: { "fsyncLocked": { $gt: [ { $size: "$locked" }, 0 ] }, "fsyncUnlocked": { $gt: [ { $size: "$unlocked" }, 0 ] } } } ] )
[ { fsyncLocked: false }, { fsyncUnlocked: true } ]
重启负载均衡器
要重新启动负载均衡器，请使用 sh.startBalancer() 方法：
sh.startBalancer()
要确认负载均衡器正在运行，请使用 sh.getBalancerState() 方法：
sh.getBalancerState()
true
当负载均衡器运行时，该命令返回 true。