亚马逊 RDS：揭开快照、恢复和恢复的神秘面纱

亚马逊关系数据库服务 (Amazon RDS) 是一项托管关系数据库服务。Amazon Web Services (亚马逊云科技) 的托管服务自动化负责安装、存储配置、存储管理、操作系统和数据库补丁以及数据库实例的快照和恢复。将数据库基础设施管理中无差别的繁重工作移交给亚马逊云科技可以帮助您将精力集中在可以对业务产生最大影响的地方。

在这篇文章中，我们深入探讨了 Amazon RDS 实例的快照和恢复是如何工作的。

亚马逊 RDS 快照概述

Amazon RDS 快照是在存储卷级别拍摄的，独立于原生引擎备份工具，例如适用于 Oracle 的 RMAN 或适用于 MySQL 实例的 mysqldump。Amazon RDS 卷的快照是增量的，当快照运行时，自动决定要备份哪些块。每张快照都包含将数据恢复到新卷所需的所有信息。Amazon RDS 快照存储在安全和加密的亚马逊云科技管理的 A mazon Simple Storage Servic e (Amazon S3) 存储桶中，保留期限为用户指定。您可以使用特定于快照的 API 调用来访问快照以进行复制和还原操作。您可以随时根据需要从数据库快照创建新实例。尽管数据库快照在操作上用作完整备份，但您只需要为增量存储使用量付费。

Amazon RDS 快照有两种类型：自动和手动。自动快照会在每日备份时段内触发，而手动快照可以随时使用 Amazon RDS 创建快照 API 启动。可以在创建数据库实例时设置首选备份窗口，也可以稍后将首选备份窗口修改为希望运行备份的时间。如果您在实例创建期间未选择首选备份窗口，则会设置默认 30 分钟的备份窗口。

要通过亚马逊云科技控制台修改首选备份窗口，请执行以下步骤。

转到实例页面
选择 “ 修改”
转到 “ 其他配置 ” 部分
在 “备份” 部分下，选择 “ 选择窗口 ” 单选按钮
指定所需的开始时间和持续时间
验证时间和持续时间是否符合预期
选择 “ 继续”
现在，您可以选择立即或在下一个维护时段 “安排修改”。

要通过亚马逊云科技 CLI 修改首选备份窗口，您可以执行以下命令，将 < > 替换为实例的名称。以下 CLI 命令将备份窗口设置为 30 分钟，从 UTC 时间 19:00 开始，您可以将其更改为您的首选时间。

aws rds modify-db-instance --db-instance-identifier <<mytestinstance>> --preferred-backup-window 19:00-19:30

对于多可用区设置中的 Amazon RDS，数据卷快照在多可用区备用实例上运行。与主实例拥有数据量的方式类似，多可用区备用实例也有自己的数据量。

下图说明了 Amazon RDS 单可用区快照的工作原理。

以下是 Amazon RDS 多可用区快照工作原理的基本示意图。

无论是单可用区还是多可用区配置，启用自动快照后，交易日志每隔 5 分钟从主实例备份一次。

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在这篇文章中，我们将重点介绍如何通过亚马逊 RDS 自动化和亚马逊 RDS 快照特定 API 管理亚马逊 RDS 快照和恢复。让我们详细了解一下快照和恢复在 Amazon RDS 中的工作原理。

自动快照

您可以使用自动快照将实例恢复到拍摄快照的时间。您也可以使用它来将时间点还原到保留期内的任何时间。

以下 Amazon RDS 控制台的屏幕截图显示了如何将自动快照恢复到拍摄时的时间。

手动快照

手动快照是用户启动的快照，您只能使用它恢复到拍摄快照时的时间。恢复手动快照就像恢复自动快照一样。不同之处在于，您可以随时拍摄手动快照，但自动快照只能在预定时段内启动。手动快照只有在通过 API 调用明确删除后才会被删除，而自动快照是根据自动快照保留期限删除的。

多可用区故障转移的备份时间

多可用区故障转移后，为什么第一个 Amazon RDS 快照需要更长时间？

正如 Amazon RDS 快照架构中所述，Amazon RDS 实例卷的快照始终取自多可用区备用实例，并且是增量的。多可用区备用实例的 Amazon E lastic Block Stor e (Amazon EBS) 卷与多可用区主实例的卷不同；因此，如果新的多可用区备用实例的卷的先前快照不可用或是很久以前拍摄的，则快照必须备份所有未从该卷备份的区块，这可能需要时间，具体取决于数据块的更改量。

时间点恢复

只有启用自动快照后，才能启动时间点恢复 (PITR)。使用 PITR，可以从数据库卷的自动快照中恢复 Amazon RDS 实例，然后应用事务日志使实例达到 API 调用中指定的时间。您最多可以将自动快照保留 35 天。

在执行 PITR 或恢复自动或手动快照时，会创建一个新实例。

有时，亚马逊 RDS PITR 需要很长时间才能完成，有时 PITR 会很快完成。这背后的原因是什么？

Amazon RDS 实例的 PITR 包含两个组件：还原和重放事务日志。执行卷恢复所需的时间是标准时间。重放事务日志所需的时间取决于在拍摄上一次自动快照的时间和 PITR API 调用中指定的时间之间存在的事务日志的数量和大小。因此，在不同的 PITR 时段内，同一 Amazon RDS 实例在 PITR 期间的差异取决于重播事务日志所需的持续时间。

假设亚马逊 RDS 实例的自动快照是在每天晚上 7:00 拍摄的。如果您在2023年1月26日晚上 10:00 之前对亚马逊 RDS 实例执行 PITR，则亚马逊 RDS 自动化将从 1 月 26 日晚上 7:00 拍摄的快照中恢复，并连续应用所有事务日志，直到 1 月 26 日晚上 10:00。Amazon RDS 自动化需要应用下午 7:00 至晚上 10:00 之间生成的 3 小时事务日志，以使 PITR 实例达到在 API 调用中指定的时间。因此，需要应用的事务日志越多，完成恢复所需的时间就越长。

PITR 也可能需要更长的时间才能完成，具体取决于作为实例恢复的一部分应用的事务日志的内容。

恢复后补水

在将快照 S3 存储桶中的所有数据块移至数据卷之前，恢复后会出现水合作用。如何缓解这种情况？

对于从快照还原的 Amazon RDS 实例（自动和手动），一旦配置了所需的基础设施，这些实例就会立即可用。但是，有一个持续的过程会继续将存储块从 Amazon S3 复制到 EBS 卷；这称为 延迟加载 。在进行延迟加载时，I/O 操作可能需要等待首先从 Amazon S3 读取要访问的块。这会导致 I/O 延迟增加，这并不总是会对使用 Amazon RDS 实例的应用程序产生影响。如果你想减少水化导致的缓慢，请在恢复完成后立即读取所有数据块。以下是适用于不同发动机的选项，可缩短完成补水所需的时间。请注意，这些选项是引擎原生命令，因此仅影响多可用区 Amazon RDS 的主实例。

在适用于 Oracle 的亚马逊 RDS 中，有以下选项可用：

使用 rdsadmin.rdsadmin_ r man_util.validate_database 包运行数据库级验证命令。可以根据 vCPU 的数量修改并行度以避免节流。
根据引擎许可，使用并行机制快速执行数据泵完整导出。
视情况使用并行提示，分别对所有大型或最常用的表进行显式选择。

在适用于 PostgreSQL 的亚马逊 RDS 中，有以下选项可用：

使用 pg_prewarm 共享库模块通读所有表
使用带有作业和纯数据参数的 pg_dump 实用程序来导出所有应用程序架构
使用并行机制分别对所有大型且经常使用的表执行显式选择

在适用于 MySQL 的亚马逊 RDS 中，有以下选项可用：

并行对所有大型且经常使用的表格执行各种选择
使用 mysqldump 导 出所有表

在适用于 SQL Server 的亚马逊 RDS 中，以下选项可用：

使用并行机制对所有大型且经常使用的表执行手动选择

摘要

在这篇文章中，我们解释了备份和恢复在 Amazon RDS 中的工作原理、导致备份和恢复时间增加的因素以及如何缩短这些因素。我们希望这篇文章能为您有关使用 Amazon RDS 快照和还原操作的问题提供急需的答案，并邀请您使用我们提供的提示尝试一些数据库恢复。

我们欢迎您的反馈。如果您有任何问题或建议，请将其留在评论部分。

作者简介

Arnab Saha 是亚马逊云科技的高级数据库专家解决方案架构师。Arnab 专门研究亚马逊 RDS、亚马逊 Aurora 和亚马逊 EBS。他为客户提供指导和技术援助，使他们能够在亚马逊云科技云中构建可扩展、高度可用和安全的解决方案。

Deepak Mani 在亚马逊网络服务中担任云支持 DBA II。他是适用于甲骨文的亚马逊 RDS 和亚马逊 RDS 的主题专家。Deepak 拥有 15 年的关系数据库使用经验。在亚马逊云科技，他主要为适用于甲骨文的亚马逊 RDS、适用于 PostgreSQL 的亚马逊 RDS、Amazon Aurora PostgreSQL 和亚马逊云科技 DMS 创建的高级支持票证和内部升级。

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