Ubuntu HDFS备份如何实现

Ubuntu 上 HDFS 备份与恢复实操指南

一 备份总览与适用场景

• HDFS 快照 Snapshot：对目录做时间点只读副本，开销小，适合频繁快速回滚。
• DistCp 跨集群复制：在集群之间做大规模数据拷贝，支持全量与增量，适合同城/异地备份与迁移。
• NameNode 元数据备份：定期落盘并异地保存 fsimage 与 edits，用于灾难恢复。
• Hive/关系型元数据备份：备份 Hive Metastore（如 MariaDB/MySQL） 与 Cloudera Manager（CM） 数据库。
• 纠删码与副本冗余：纠删码（Erasure Coding）在相近容错下节省存储；副本（Replication）提升本地可靠性，二者是“容错”而非“备份”。
• 第三方与平台工具：如 Ambari Backup、Cloudera Manager Backup、Veeam、Commvault 等，可编排与增强备份能力。

二 数据层备份与恢复

• 快照（快速回滚，目录级）
  1. 开启快照：hdfs dfsadmin -allowSnapshot /path/to/dir
  2. 创建快照：hdfs dfs -createSnapshot /path/to/dir snap_20251127
  3. 查看快照：hdfs dfsadmin -listSnapshots /path/to/dir
  4. 回滚（示例思路）：先备份当前数据，再用快照内容拷回
     • hdfs dfs -cp /path/to/dir/.snapshot/snap_20251127 /tmp/restore
     • hdfs dfs -rm -r /path/to/dir/*
     • hdfs dfs -cp -r /tmp/restore /path/to/dir
  5. 删除快照：hdfs dfs -deleteSnapshot /path/to/dir snap_20251127
• DistCp（跨集群/异地备份，适合定期全量+增量）
  • 全量：hdfs dfs -D ipc.client.fallback-to-simple-auth-allowed=true -distcp hdfs://src-nn:8020/data hdfs://backup-nn:8020/backup/data_20251127
  • 增量（基于上次时间戳/版本）：hdfs dfs -distcp -update hdfs://src-nn:8020/data hdfs://backup-nn:8020/backup/data
  • 带宽限速与并发：hdfs dfs -D dfs.blocksize=134217728 -D mapreduce.job.reduces=20 -bandwidth 100 hdfs://src-nn:8020/data hdfs://backup-nn:8020/backup/data
• 回收站与误删恢复
  • 回收站默认保留 360 分钟：hdfs dfs -expunge
  • 从回收站恢复：hdfs dfs -mv /user/hdfs/.Trash/Current/path /path
• 校验与修复
  • 一致性检查：hdfs fsck /path -files -blocks -locations
  • 平衡数据分布：hdfs balancer -threshold 10
• 存储策略优化
  • 冷数据目录可启用 Erasure Coding 以节省空间；热数据保持 Replication 获取更快恢复与本地读取性能。

三 元数据与平台层备份与恢复

• NameNode 元数据（fsimage + edits）
  1. 进入安全模式：sudo -u hdfs hdfs dfsadmin -safemode enter
  2. 保存命名空间：sudo -u hdfs hdfs dfsadmin -saveNamespace
  3. 备份元数据目录（示例）：sudo -u hdfs rsync -av /dfs/nn/current/ /backup/nn/fsimage_$(date +%F)/
  4. 退出安全模式：sudo -u hdfs hdfs dfsadmin -safemode leave
  5. 恢复（示例思路）：进入安全模式→停 NN→备份现有 current→拷回备份→校正属主→启动 NN
     • 注意：恢复前确保 edits 与 fsimage 一致性，必要时回放编辑日志。
• Hive Metastore 与 CM 数据库
  • MariaDB/MySQL 备份：mysqldump -uroot -p --databases metastore cm hue … > backup_hive_cm_$(date +%F).sql
  • 恢复：mysql -uroot -p < backup_hive_cm_$(date +%F).sql
• NFS 冷备 NameNode 元数据目录（Ubuntu 实操）
  • NFS 服务器：sudo apt-get install -y nfs-kernel-server
  • 配置 /etc/exports：/data/nn_backup *(rw,sync,no_subtree_check)
  • 生效：sudo systemctl restart nfs-kernel-server && showmount -e
  • NameNode 客户端：sudo apt-get install -y nfs-common
  • 挂载：sudo mount -t nfs nfsserver:/data/nn_backup /dfs/nn/backup
  • 在 hdfs-site.xml 的 dfs.namenode.name.dir 中增加该挂载目录，实现元数据落盘到 NFS。

四 异地与云端备份方案

• 跨机房/异地
  • 使用 DistCp 定期把生产 HDFS 同步到异地集群；在带宽受限链路下配合 带宽限制、并发与分片大小 调优。
  • 可脚本化与 cron 编排，结合快照做“时间点 + 增量”的保留策略。
• 对象存储作为备份目标
  • 部署 MinIO（S3 兼容） 作为备份落地，使用 DistCp 将 HDFS 数据写入 MinIO 桶，实现低成本长期保留与多地域复制。
• 平台化编排
  • 使用 Ambari Backup / Cloudera Manager Backup 统一编排 HDFS、Hive、HBase 等组件的备份与恢复。

五 备份策略与运维要点

• 策略建议
  • 采用 全量 + 增量 组合：首次全量，后续按日/小时增量；对关键目录启用 快照 做快速回滚。
  • 明确 RPO/RTO 与保留周期（如近 7 天 增量、30 天 全量、90 天 异地归档）。
  • 定期做 恢复演练 与 校验（如 fsck、抽样 diff/校验和），确保备份可用。
• 监控与日志
  • 记录 DistCp/快照/元数据备份 日志与结果；对失败告警并保留回放脚本。
• 安全与合规
  • 备份链路与存储加密；最小权限访问；备份清单与变更留痕。
• 成本与性能
  • 合理设置 副本数/纠删码、DistCp 并发/带宽、冷热分层，在成本与恢复时效间平衡。