gs_probackup备份增强 ​

可获得性 ​

本特性自openGauss 8.0.0版本开始引入。

特性简介 ​

gs_probackup支持累积增量备份和备份加密。累积增量备份减少恢复所需依赖的备份数量，备份加密保护备份数据的机密性和完整性。两个特性可以独立使用，也可以组合使用。

客户价值 ​

通过gs_probackup备份增强，可以达成以下目的：

• 通过累积增量备份缩短恢复链，恢复指定时间点时只需要使用全量备份和对应的一个累积增量备份。
• 在备份数据写入时直接进行加密，避免备份目录长期保留明文数据。
• 在不解密整个备份的情况下执行备份编目、删除、校验和恢复等操作，降低大规模备份的管理成本。
• 通过认证加密和备份元数据完整性保护，及时发现备份数据或恢复链信息被篡改的情况。
• 在不重写备份数据文件的情况下更换加密口令，满足密钥轮换需求。

特性描述 ​

累积增量备份 ​

gs_probackup原有的PTRACK增量备份默认基于当前备份链的链尾生成差异增量。例如，连续执行增量备份时，备份链如下：

FULL → P1 → P2 → P3

恢复到P3时需要依次应用FULL、P1、P2和P3。启用累积增量备份后，每个增量备份直接以当前时间线内最近一次有效的FULL备份为父备份，备份链如下：

        ┌── C1
FULL ───┼── C2
        └── C3

恢复到C3时只需要使用FULL和C3，从而将恢复链长度固定为两个备份。累积增量备份仍然使用PTRACK和CBM机制，只扩大CBM的查询范围，不需要扫描全部数据文件。

累积增量备份示例：

gs_probackup backup -B backup-path --instance=instance_name \
    -b ptrack --incremental-type=cumulative

也可以使用以下别名：

gs_probackup backup -B backup-path --instance=instance_name \
    -b ptrack --from-full

备份加密 ​

备份加密将加密过程下沉到备份文件写入路径，在备份数据写入时直接完成加密，密文直接落盘。备份产物仍然保持目录结构，不会被封装成一个需要整体解密的加密包；目录中的文件分别使用独立的加密容器保存。

加密过程的顺序为：

页级压缩 → 分块认证加密 → 写入备份目录

当前加密备份使用AES-128-GCM。数据文件按照数据块分别进行认证加密，每个数据块都有完整性校验信息，支持按需读取和校验。发生错误口令、数据篡改、数据截断或数据块位置变化时，校验会失败并报告错误。

备份加密支持以下密钥来源：

• 口令；
• keyfile；
• GS_PROBACKUP_PASSPHRASE环境变量；
• 交互式终端输入。

每个备份使用独立的数据加密密钥。用户口令用于保护该数据加密密钥，而不是直接用于加密全部备份数据，因此更换口令时不需要重新加密数据文件。

加密备份示例：

gs_probackup backup -B backup-path --instance=instance_name \
    -b full --encrypt --encrypt-key-file=/path/to/backup.key

加密备份支持以下管理操作：

• show和delete可以直接读取或管理备份目录中的编目信息，不需要解密全部备份数据；
• validate只读取并校验需要验证的文件或数据块；
• restore按恢复过程实际需要读取和解密备份数据；
• rekey可以更换指定备份的加密口令，不需要重写数据文件。

特性增强 ​

累积增量备份 ​

累积增量备份提供以下增强能力：

• 增加--incremental-type=cumulative参数，明确指定使用累积增量备份；
• 增加--from-full参数，作为累积增量备份的简化写法；
• 支持通过--parent-backup-id显式指定父备份；
• CBM范围不足时默认报错，避免静默降级后改变用户预期的恢复代价；
• 支持通过--cumulative-fallback=differential显式降级为差异增量备份；
• 识别多分支备份链，避免merge或留存策略操作破坏其他恢复点；
• 备份期间保护父备份链，避免并发删除或合并导致备份链失效。

备份加密 ​

备份加密提供以下增强能力：

• 增加--encrypt及相关加密参数；
• 采用按文件、按数据块的认证加密格式，支持按需访问；
• 加密数据直接写入备份目录，减少明文中间态和额外的数据读写；
• backup.control等编目所需元数据保持可管理，并通过完整性校验保护；
• 支持口令、keyfile、环境变量和交互式终端等密钥提供方式；
• 增加rekey子命令，支持在不重写数据文件的情况下更换加密口令；
• 保留旧加密备份格式的读取兼容能力，新的备份使用新的加密格式。

使用方式 ​

创建累积增量备份 ​

执行累积增量备份前，需要满足PTRACK增量备份的前提条件，并且当前实例至少存在一个有效的FULL备份。

gs_probackup backup -B backup-path --instance=instance_name \
    -b full

gs_probackup backup -B backup-path --instance=instance_name \
    -b ptrack --incremental-type=cumulative

创建加密备份 ​

gs_probackup backup -B backup-path --instance=instance_name \
    -b full --encrypt --encrypt-key-file=/path/to/backup.key

创建加密的累积增量备份 ​

gs_probackup backup -B backup-path --instance=instance_name \
    -b ptrack --incremental-type=cumulative \
    --encrypt --encrypt-key-file=/path/to/backup.key

恢复和校验加密备份 ​

恢复和校验时只需要提供解密所需的密钥材料，不需要再次指定--encrypt参数：

gs_probackup restore -B backup-path --instance=instance_name \
    -i backup-id -D pgdata-path --encrypt-key-file=/path/to/backup.key

gs_probackup validate -B backup-path --instance=instance_name \
    -i backup-id --encrypt-key-file=/path/to/backup.key

更换加密口令 ​

gs_probackup rekey -B backup-path --instance=instance_name \
    -i backup-id --new-encrypt-key-file=/path/to/new-backup.key

特性约束 ​

• 累积增量备份只能用于PTRACK增量备份，不能用于FULL备份。
• 执行PTRACK增量备份前，需要打开enable_cbm_tracking，并且至少完成一次FULL备份。
• 累积增量备份只在当前时间线内选择父FULL备份，不跨时间线选择父备份。
• --parent-backup-id不能与累积增量模式同时用于指定冲突的父备份语义。
• CBM无法覆盖父FULL备份到当前备份的范围时，默认操作失败；需要降级时必须显式指定降级参数。
• 多分支备份链执行merge或留存策略操作时，需要避免删除或合并仍被其他恢复点依赖的备份。
• 同一恢复链应使用一致的密钥材料。只对恢复链中的部分备份更换口令，可能导致该恢复链无法使用一份密钥材料完成恢复。
• 新加密备份需要使用支持新格式的gs_probackup版本读取，老版本工具不能静默读取新格式备份。
• 加密备份的具体存储介质、远程备份和资源池化支持范围，以当前版本gs_probackup命令参数校验和版本说明为准。
• 加密密钥不应直接写入脚本、日志或命令历史；生产环境建议使用权限受限的keyfile或安全的密钥管理方式。

依赖关系 ​

累积增量备份依赖PTRACK和CBM增量跟踪能力。备份加密依赖gs_probackup自身的加密能力和加密参数配置，不改变openGauss数据库内核、系统表或页级压缩逻辑。

详细的命令参数、备份恢复流程和版本限制，请参见gs_probackup命令参考。