postgresql连续归档及时间点恢复的操作

简介

前面我们介绍了通过pgsql的流复制在生产环境中搭建高可用环境来保证服务的可持续性；我们也要对数据库进行周期备份，来防止数据的丢失，这就需要连续归档，它不仅可以用于大型数据库的增量备份和恢复，也可以用于搭建standby镜像备份。   

PostgreSQL默认处于非归档模式。开启归档模式，主要涉及到三个参数：wal_level,archive_mode和archive_commandwal_level参数默认为mininal,设置此参数为archive或者之上的级别都可以打开归档。当postgresql需要传输归档日志时，会调用archive_command指定的shell命令。

归档文件传输成功时，shell命令要返回0，此时，postgresql会认为归档文件已经传输成功，因此可以删除或者重新循环利用归档文件。当shell命令返回非0值时，postgresql会保留所有未成功传输的归档日志，并不断尝试重新传输，直到成功。如果归档命令一直不成功，pg_xlog目录会持续增长，有耗尽服务器存储空间的可能，此时postgresql会PANIC关闭，直到释放存储空间。

另外将归档WAL日志存储在本机上是风险极高，不被推荐的。postgresql通过archive_command提供了存储WAL日志的灵活性，可以将归档日志存储到挂装的NFS目录，磁带，刻录到光盘，也可以将WAL日志通过ssh/scp，rsync传输到异机保存。

**注意:**archive_command及restore_command命令将以运行PostgreSQL的系统用户的身份运行。Centos系统里，这个系统用户是postges。

环境说明

Role	IP	系统	数据库
源库	10.10.10.60	Centos6.5	postgresql 9.2
备份库	10.10.10.61	Centos6.5	postgresql 9.2

需求说明：源库产生归档日志，并传输到备份库上的归档目录/data/pg_archive；备份库利用归档日志，恢复至源库的任意时间点的数据。

注意:基础环境我们基于postgresql流复制，但是备份库作为一个独立的库，此时请保证recovery.conf中的standby_mode=off

环境配置

1.ssh无密码登录

由于我们备份和还原过程中所用的archive_command和restore_command命令都以postgres用户运行，因此我们需要针对postgres用户实现ssh无密码登录。

#源库
ssh-ketgen -t rsa
scp id_rsa.pub postgres@10.10.10.60:/var/lib/pgsql/.ssh/authorized_keys
#备份库
ssh-ketgen -t rsa
scp id_rsa.pub postgres@10.10.10.61:/var/lib/pgsql/.ssh/authorized_keys

**注意:**yum安装postgresql时，默认生成的postgres用户的家目录在/var/lib/pgsql

2.配置备份库的归档目录

#备份库
mkdir -p /data/pg_archive
chmod postgres.postgres /data/pg_archive

说明：源库产生的归档日志，要存到到异地备份库的/data/pg_archive下。

3.修改源库的postgresql.conf

在postgresql.conf中添加以下几行

#开启归档模式
archive_mode = on   
archive_command = 'ssh 10.10.10.60 test ! -f /data/pg_archive/%f && scp %p 10.10.10.60:/data/pg_archive/%f'

其中： %p表示wal日志文件的路径，%f表示wal日志文件名称。archive_command表示先验证备份库的归档目录下是否存在同名文件，以免发生覆盖丢失数据，若不存在将源库上产生的归档日志保存到备份库的/data/pg_archive目录下。

注意:

(a)archive_timeout强制N秒以后进行一次归档,若设置太小，很快就会超过wal_keep_segments = 16，导致数据覆盖丢失，因此不要盲目设置。

(b)归档模式的开启，只有在wal_level = hot_standby或archive

4.重载源库并查看

pg_ctl reload -D /data/pgsql/data
postgres=# show archive_mode;
 archive_mode 
--------------
 on
(1 row)

模拟归档备份

1.查看源库上的pg_xlog目录

-bash-4.2$ ll pg_xlog
total 16388
-rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Apr 21 13:42 000000010000000000000001
drwx------. 2 postgres postgres  4096 Apr 21 13:36 archive_status

此时archive_status目录为存放归档日志的状态，若归档已经产生，但没有传输成功则为xxx.ready，并且一直会保留直至传输成功，然后状态变为xxx.done;此时目录为空

2.在源库上添加数据

此时由于数据库为空，我们来创建testdb库，并添加数据

postgres=# create database testdb;
CREATE DATABASE
postgres=# create table t1(id int4,create_time timestamp(0) without time zone);
CREATE TABLE
postgres=# insert into t1 values(1,now());
INSERT 0 1
postgres=# insert into t1 values(2,now());
INSERT 0 1
postgres=# select * from t1;
 id |  create_time  
----+---------------------
 1 | 2016-04-21 13:49:34
 2 | 2016-04-21 13:49:48
(2 rows)

3.在源库上手动切换归档

postgres=# select pg_switch_xlog();
 pg_switch_xlog 
----------------
 0/1821010
(1 row)

正常情况下，wal日志段在达到16M后会自动归档，由于测试我们使用手动切换归档。

4.查看源库pg_xlog目录

-bash-4.2$ ll pg_xlog/
total 16388
-rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Apr 21 13:42 000000010000000000000001
drwx------. 2 postgres postgres  4096 Apr 21 13:36 archive_status
-bash-4.2$ ls pg_xlog/
000000010000000000000001 000000010000000000000002 archive_status
-bash-4.2$ ls pg_xlog/archive_status/
000000010000000000000001.ready

此时归档日志的状态为ready，说明此日志没有传输成功，查看日志

vim /data/pgsql/pg_log/postgresql-Thu.log
ssh: connect to host 10.10.10.60 port 22: Connection timed out^M
FATAL: archive command failed with exit code 255
DETAIL: The failed archive command was: ssh 10.10.10.68 test ! -f /data/pg_archive/000000010000000000000001 && scp pg_xlog/000000010000000000000001 10.10.10.60:/data/pg_archive/000000010000000000000001
LOG: archiver process (PID 22284) exited with exit code 1

原来是由于ip地址错误导致无法通过ssh传输，更改ip为10.10.10.61后，再次产生归档才能再次重新传输。

注意：触发归档有三种方式：

1.手动切换wal日志，select pg_switch_xlog()

2.wal日志写满后触发归档，配置文件默认达到16M后就会触发归档，wal_keep_segments = 16

3.归档超时触发归档，archive_timeout

在此我们使用的是手挡切换归档。

postgres=# insert into t1 values(3,now());
INSERT 0 1
postgres=# insert into t1 values(4,now());
INSERT 0 1
postgres=# select pg_switch_xlog();
 pg_switch_xlog 
----------------
 0/2000310
(1 row)
postgres=# select pg_switch_xlog();
 pg_switch_xlog 
----------------
 0/3000000
(1 row)
postgres=# select pg_switch_xlog();
 pg_switch_xlog 
----------------
 0/30000D8
(1 row)

再次查看pg_xlog目录

-bash-4.2$ ll pg_xlog/archive_status/
total 0
-rw-------. 1 postgres postgres 0 Apr 21 13:51 000000010000000000000001.done
-rw-------. 1 postgres postgres 0 Apr 21 14:00 000000010000000000000002.done
-rw-------. 1 postgres postgres 0 Apr 21 14:04 000000010000000000000003.done

5.查看备份库上的归档目录

-bash-4.2$ ll /data/pg_archive/
total 49152
-rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Apr 21 14:04 000000010000000000000001
-rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Apr 21 14:04 000000010000000000000002
-rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Apr 21 14:04 000000010000000000000003

至此，归档备份已经完成，下面我们要介绍利用归档进行恢复。

模拟从归档进行PITR恢复

PITR恢复是基于文件系统备份和wal文件的备份，因此首先我们需要个基础备份，然后在此基础备份上对wal归档日志进行回放。具体步骤如下:

1.使用pg_basebackup进行基础备份

pg_basebackup使用replication复制协议，因此需要在源库上配置pg_hba.conf文件以允许replication，无论是本地还是通过网络。

vim pg_hba.conf
#添加以下两行，允许本地和网络上的replication用于pg_basebackup
host replication  rep    127.0.0.1/32   md5
host replication  rep    10.10.10.61/8   md5
#重载
pg_ctl reload -D /data/pgsql/data

添加完毕后请重载pgsql

在备份库上执行pg_basebackup进行远程的基础备份

-bash-4.2$ pg_basebackup -D /data/pgsql/data -Fp -Xs -v -P -h 10.10.10.61 -p 5432 -U rep
Password: 
transaction log start point: 0/5000020
pg_basebackup: starting background WAL receiver
26664/26664 kB (100%), 1/1 tablespace         
transaction log end point: 0/50000E0
pg_basebackup: waiting for background process to finish streaming...
pg_basebackup: base backup completed

-D 表示接受基础备份的目录，我们将基础备份放到/data/pgsql/data

-X 参数，在备份完成之后，会到主库上收集 pg_basebackup 执行期间产生的 WAL 日志，在 9.2 版本之后支持 -Xs 即stream 形式，这种模式不需要收集主库的 WAL 文件，而能以 stream 复制方式直接追赶主库。

2.修改备库上配置文件

由于所有的配置文件是从源库上的备份过来的，因此我们需要修改：

vim postgresql.conf
屏蔽以下两行
#archive_mode = on
#archive_command = 'ssh 192.168.3.139 test ! -f /data/pg_archive/%f && scp %p 192.168.3.139:/data/pg_archive/%f' 

3.查看源库上的时间确认需要的恢复时间点

postgres=# select * from t1;
 id |  create_time  
----+---------------------
 1 | 2016-04-21 13:49:34
 2 | 2016-04-21 13:49:48
 3 | 2016-04-21 14:00:22
 4 | 2016-04-21 14:00:25
 5 | 2016-04-21 14:49:11
 6 | 2016-04-21 14:49:14
 7 | 2016-04-21 14:49:17
(4 rows)

由于此次基础备份是在“ 4 | 2016-04-21 14:00:25”这条记录后归档，而后面的5，6，7三条记录是在基础备份后生成的，因此若恢复5，6，7中的记录需要在基础备份上通过回放5，6，7的归档日志达到。

在此我们要将数据恢复到6这条记录下，需要在recovery.conf中做如下设置：

cp /usr/share/pgsql/recovery.conf.sample /data/pgsql/data/recovery.conf
vim recovery.conf
restore_command = 'cp /data/pg_archive/%f %p'
recovery_target_time = '2016-04-21 14:49:14'

**注意：**recovery.conf中standby_mode要为off，否则备份库将会以备库身份启动，而不是即时恢复。

4.启动备份库

备份库启动过程中，会进行PITR恢复到指定的时间点

pg_ctl start -D /data/pgsql/data
#查看日志
vim /data/pgsql/pg_log/postgresql-Thu.log 
LOG: database system was interrupted; last known up at 2016-04-21 14:34:29 CST
LOG: starting point-in-time recovery to 2016-04-21 14:49:14+08
LOG: restored log file "000000010000000000000005" from archive
LOG: redo starts at 0/5000020
LOG: consistent recovery state reached at 0/50000E0
LOG: restored log file "000000010000000000000006" from archive
LOG: recovery stopping before commit of transaction 1898, time 2016-04-21 14:49:16.635744+08
LOG: redo done at 0/6000398
LOG: last completed transaction was at log time 2016-04-21 14:49:13.786388+08
cp: cannot stat ‘/data/pg_archive/00000002.history': No such file or directory
LOG: selected new timeline ID: 2
cp: cannot stat ‘/data/pg_archive/00000001.history': No such file or directory
LOG: archive recovery complete
LOG: autovacuum launcher started
LOG: database system is ready to accept connections
#查看数据
postgres=# select * from t1;
 id |  create_time  
----+---------------------
 1 | 2016-04-21 13:49:34
 2 | 2016-04-21 13:49:48
 3 | 2016-04-21 14:00:22
 4 | 2016-04-21 14:00:25
 5 | 2016-04-21 14:49:11
 6 | 2016-04-21 14:49:14
(6 rows)

7.查看备份库pg_xlog

-bash-4.2$ ll pg_xlog
total 49160
-rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Apr 21 15:00 000000010000000000000005
-rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Apr 21 15:00 000000010000000000000006
-rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Apr 21 15:00 000000020000000000000006
-rw-------. 1 postgres postgres  64 Apr 21 15:00 00000002.history
drwx------. 2 postgres postgres  4096 Apr 21 15:00 archive_status
-bash-4.2$ cat pg_xlog/00000002.history 
1 000000010000000000000006 before 2016-04-21 14:49:16.635744+08

从pg_xlog我们看到设置好recovery.conf文件后，启动数据库，将会产生新的timeline，id=2，而且会生成一个新的history文件00000002.history，里面记录的是新时间线2从什么时间哪个时间线什么原因分出来的，该文件可能含有多行记录。

另外，恢复的默认行为是沿着与当前基本备份相同的时间线恢复。如果你想恢复到某些时间线，你需要指定的recovery.conf目标时间线recovery_target_timeline，不能恢复到早于基本备份分支的时间点。

注意:如果恢复过一次，并重新设置recovery_target_time，重新启动触发恢复，并不会基于时间线1进行恢复，而是基于时间线2进行恢复的，但是此时间线上在/data/pg_archive/并没有时间线为2的归档日志，因此会报错。

补充：postgres修改归档模式

步骤一：

修改postgresql的配置文件(postgresql.conf)

wal_level=hot_standby
      archive_mode =on 
      archive_command ='DATE=`date +%Y%m%d`;DIR="/home/postgres/arch/$DATE";(test -d $DIR || mkdir -p $DIR)&& cp %p $DIR/%f'

ps：%p 是指相对路径 %f是指文件名

步骤二：创建归档路径

mkdir -p /home/postgres/arch     
chown -R postgres:postgres /home/postgres/arch

步骤三：重启数据库

步骤四：验证归档是否正常

postgres=# checkpoint;
               CHECKPOINT
      postgres=# select pg_switch_xlog();
       pg_switch_xlog 
       ----------------
       1/760000E8
       (1 row)
     postgres@ubuntu:~$ cd /home/postgres/data/data_1999/arch/
     postgres@ubuntu:~/data/data_1999/arch$ ls
      20150603
     postgres@ubuntu:~/data/data_1999/arch$ cd 20150603/
      postgres@ubuntu:~/data/data_1999/arch/20150603$ ls
      000000010000000100000074 000000010000000100000075 000000010000000100000076

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持小牛知识库。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教。