数据无忧，一学就会：掌握CKA认证必备的etcd备份与还原秘籍！

etcd是一致且高可用的键值存储，用作Kubernetes 所有集群数据的后台数据库。是一个非常重要的部件，因此，需要对这个部件进行备份，方便后续出现问题能尽快的恢复。

1.etcd基本使用方式

下面通过Kubernetes 练习环境Killercoda[1]进行实操。使用github账号登录到Killercoda平台上，该平台目前使用的是最新版本的Kubernetes。

Killercoda平台

该系统上也安装了etcd cli客户端，如果没有安装，可以执行下面的命令进行安装：

apt install etcd-client

etcdcli 客户端与etcd采用证书方式进行通信，kubeadm方式部署的Kubernetes可以通过yaml文件查看etcd的证书路径。

etcd组件yaml

--initial-advertise-peer-urls：集群间会通告，此为通告地址，声明节点端口，2380集群中使用，2379客户端使用。

或者使用kubectl get pods etcd-controlplane -o yaml -n kube-system方式查看证书的路径信息。如下图：

etcd组件yaml

2.创建Nginx

通过下面的命令创建具有多个副本的 nginx 部署，这些副本将用于验证 etcd 数据的恢复。

kubectl create deployment nginx 
--image=nginx 
--replicas=3

验证新部署的 Pod 是否处于运行状态：

查看Pod状态

3.备份Etcd数据

为 etcd 备份创建一个备份目录mkdir etcd-backup运行以下命令进行 etcd 备份。

export ETCDCTL_API=3 
etcdctl 
--endpoints=https://127.0.0.1:2379 
--cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt 
--cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt 
--key=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key 
snapshot save ./etcd-backup/etcdbackup.db

执行完如下图：

备份etcd

4.验证备份数据

运行以下命令，以从新备份数据中获取密钥列表和详细信息：

etcdctl --write-out=table snapshot status ./etcd-backup/etcdbackup.db

执行完命令后如下图：

5.将备份恢复到集群

(1) 在这里，我们将删除之前创建的 nginx 部署，然后恢复备份，以便恢复 nginx 部署。

controlplane $ kubectl delete deployments.apps nginx
deployment.apps "nginx" deleted

(2) 将数据从备份恢复，执行如下命令：

controlplane $ export ETCDCTL_API=3
controlplane $  mkdir -p /var/lib/restore
controlplane $  etcdctl snapshot restore etcd-backup/etcdbackup.db --data-dir=/var/lib/restore

--data-dir:是指定把数据还原到那个目录下。

执行完上述命令会在指定的目录下生成etcd数据文件，如下图：

还原备份

(3) 现在我们需要停止所有正在运行的Kubernetes组件以更新etcd数据。为此，我们在/etc/kubernetes/manifests/文件夹中放置了kubernetes组件的清单文件，我们将临时将此文件移出此路径，kubelet将自动删除这些pod。

mkdir tmp
mv /etc/kubernetes/manifests/* tmp/

把/etc/kubernetes/manifests/目录下的组件yaml文件，移走容器就开始删除。可以通过crictl ps -a查看.

(4) 等待组件容器删除后，我们需要修改etcd.yaml组件的etcd-data中的hostPath路径参数

...省略...
  volumes:
  -hostPath:
      path:/etc/kubernetes/pki/etcd
      type:DirectoryOrCreate
    name:etcd-certs
  -hostPath:
      path:/var/lib/restore
      type:DirectoryOrCreate
    name:etcd-data
status:{}

/var/lib/restore就是数据还原的路径。

(5) 验证k8s集群是否正常

controlplane $ kubectl get cs
Warning: v1 ComponentStatus is deprecated in v1.19+
NAME                 STATUS    MESSAGE   ERROR
controller-manager   Healthy   ok        
scheduler            Healthy   ok        
etcd-0               Healthy   ok        
controlplane $ kubectl get pod
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-7854ff8877-6t6dl   1/1     Running   0          46m
nginx-7854ff8877-l6dq8   1/1     Running   0          46m
nginx-7854ff8877-pbkq9   1/1     Running   0          46m

6.CKA真题讲解

CKA真题-etcd备份还原

中文解析：

此项目无需更改配置环境，但是，在执行此项目之前，请确保您已返回初始节点。etcd 这道题真实考试为第4题，用的集群是真实考试时的上一题的集群，即真题第3题 mk8s，所以无需再切换集群了。

Task

(1)首先，为运行在https://127.0.0.1:2379上的现有 etcd 实例创建快照并将快照保存到 /srv/data/etcd-snapshot.db 文件。

(2)为给定实例创建快照预计能在几秒钟内完成。如果该操作似乎挂起，则命令可能有问题。用CTRL + C 来取消操作然后重试。

(3)然后还原位于/var/lib/backup/etcd-snapshot-previous.db的现有先前快照。

(4)提供了以下TLS证书和密钥，以通过etcdctl 连接到服务器：

• CA证书: /opt/KUIN00601/ca.crt
• 客户端证书: /opt/KUIN00601/etcd-client.crt
• 客户端密钥: /opt/KUIN00601/etcd-client.key

etcd备份还原官方文档[2]

(1) 备份

如果不使用 export ETCDCTL_API=3，而使用ETCDCTL_API=3，则下面每条 etcdctl 命令前都要加ETCDCTL_API=3。

如果执行时，提示permission denied，则是权限不够，命令最前面加 sudo 即可。

export ETCDCTL_API=3

先检查考试环境有没有题目说的目录 /srv/data/，没有的话则需要自己创建：

mkdir -p /srv/data

备份时etcdctl客户端需要带上证书，，用题目给的三个证书：

etcdctl --endpoints=https://127.0.0.1:2379 
--cacert=/opt/KUIN00601/ca.crt
--cert=/opt/KUIN00601/etcd-client.crt
--key=/opt/KUIN00601/etcd-client.key
save  /srv/data/etcd-snapshot.db

可以使用etcdctl --write-out=table snapshot status /srv/data/etcd-snapshot.db验证备份的数据。

(2) 还原操作

先创建一个还原数据存储的目录：

mkdir -p /var/lib/restore

执行还原操作，并指定还原数据存储目录：

etcdctl --endpoints=https://127.0.0.1:2379 
--cacert=/opt/KUIN00601/ca.crt
--cert=/opt/KUIN00601/etcd-client.crt
--key=/opt/KUIN00601/etcd-client.key
snapshot restore   /var/lib/backup/etcd-snapshot-previous.db 
--data-dir=/var/lib/restore

移走/etc/kubernetes/manifests/到临时目录下tmp：

mkdir -p /home/tmp
mv /etc/kubernetes/manifests/*.yaml /home/tmp

在/home/tmp目录下编辑etcd.yaml文件，修改etcd-data的hostPath路径为/var/lib/restore：

volumes:
  -hostPath:
      path:/etc/kubernetes/pki/etcd
      type:DirectoryOrCreate
    name:etcd-certs
  -hostPath:
      path:/var/lib/restore
      type:DirectoryOrCreate
    name:etcd-data
status:{}

重新把/home/tmp目录下的组件文件移动/etc/kubernetes/manifests/：

mv /home/tmp/*.yaml  /etc/kubernetes/manifests/

(3) 验证操作

验证k8s集群是否正常：

controlplane $ kubectl get cs
Warning: v1 ComponentStatus is deprecated in v1.19+
NAME                 STATUS    MESSAGE   ERROR
controller-manager   Healthy   ok        
etcd-0               Healthy   ok        
scheduler            Healthy   ok

到此整个etcd备份与还原操作就完成了。

参考资料：

• [1]Killercoda: https://killercoda.com/playgrounds/scenario/kubernetes
• [2]etcd备份还原官方文档: https://kubernetes.io/zh-cn/docs/tasks/administer-cluster/configure-upgrade-etcd/#backing-up-an-etcd-cluster