GaussDB(DWS)：非侵入式备份及其在NBU上的应用

摘要：Netbackup软件必须要有该集群所支持的OS的安装包，一种新的非侵入式备份架构呼之欲出。

1. 通用的备份方案介绍

除Netbackup深度定制的厂商外，通常数据库厂商都按XBSA接口来实现NBU备份。首先在集群内每个节点安装NBU客户端，通过XBSA发命令至本地NBU客户端，然后NBU客户端与远端服务器上的NBU服务端程序通信，将数据写入挂载于远端的磁带或磁盘设备。早期的GaussDB(DWS)便是采用如此方式，应用于线下场景。下图展示了这个备份架构原理。

如上图，GaussDB的备份工具Roach，在每个节点都启动一至多个Roach agent进程，用于读取本节点的GaussDB数据，并将其存入缓存buffer。然后调用XBSA接口，将缓存数据转发给NBU处理。

不难看出，该架构的特点就是Netbackup第三方软件需要侵入式部署到我们的集群内，备份进程也要使用安装NBU Client时一起提供的libxbsa64.so动态库才能使用XBSA接口。这样就隐含了一个前提：Netbackup软件必须要有该集群所支持的OS的安装包。但是，云上环境基本都是欧拉OS，或者鲲鹏服务器，目前针对这些系统并没有Netbackup软件的安装包，这个前提变得不可获得。更进一步，适配更多第三方厂商的备份协议时，当前架构就要求第三方厂商必须支持欧拉OS、鲲鹏等版本，增加了各种组合的复杂性，不利于生态拓展。于是一种新的非侵入式备份架构呼之欲出。

2. 非侵入式备份架构介绍

非侵入式架构下，第三方厂商的客户端软件不部署在GaussDB集群内。同时，GaussDB开发一个新插件，部署于远端备份服务器上，负责与集群内的Roach工具进行通信，于是架构变为下图所示：

这里说的新插件就是Roach client组件，用户使用前需要提前在备份服务器上部署该组件。和Roach工具一样，该组件也不允许以root用户部署，应当新建一个普通用户，在该用户下部署。

图中NBU只是一种示例，其它第三方软件对接时原理也是相同的。

展开一点来说，集群内每个节点都有Roach agent进程负责本节点一至多个DN实例的数据备份，该进程会根据DN个数fork出多个子进程，每个Roach agent子进程负责一个DN。备份出来的数据会转发给远端备份服务器的Roach client进程，该进程内部又会根据DN个数fork出多个子进程，每个子进程负责与一个DN（亦对应一个Roach agent）通信。这里不能创建为线程是因为XBSA本身限制，每个进程才能独占一份NBU链接。即有如下映射关系图：