📚 课程目录第2章环境准备

2. Velero 核心概念：备份、恢复、调度、存储位置与卷快照

在深入蓝绿发布与漂移告警复测流程之前，必须牢固掌握 Velero 的五大核心概念。这些概念构成了所有运维操作的基础，理解它们之间的协作关系，是正确设计备份策略和快速定位恢复故障的前提。

  核心要点： Velero 的架构本质是一个“声明式备份控制器”。它通过 Kubernetes CRD（Custom Resource Definition）将备份、恢复等操作定义为 API 资源，由控制器协调执行。存储位置和卷快照是其数据持久化的两大支柱。

2.1 五大核心概念总览

下表从定义、用途和关键属性三个维度，对五大概念进行横向对比，帮助你快速建立全局认知。

概念	定义	核心用途	关键属性 / 关联对象
Backup	对 Kubernetes 资源对象和持久化卷数据的完整或增量快照。	数据保全、灾难恢复、环境克隆。	TTL（过期时间）、Included/Excluded Namespaces、存储位置引用。
Restore	从指定的 Backup 对象中，将资源对象和数据恢复到目标集群。	故障恢复、版本回退、数据迁移。	Restore 模式（包括/排除资源）、Namespace 映射、PV 恢复策略。
Schedule	基于 Cron 表达式自动触发 Backup 创建的定时任务。	自动化备份、合规性要求、定期快照。	Cron 语法、备份模板（Template）、暂停/启用状态。
StorageLocation	定义备份数据（对象存储）的存储后端配置。	数据持久化、多云/混合云存储、备份数据生命周期管理。	Provider（如 AWS S3、GCS、Azure Blob）、Bucket、Prefix、访问凭证。
VolumeSnapshot	对 PV（PersistentVolume）底层存储卷的瞬时快照。	数据库等有状态应用的高效、一致性备份。	CSI Driver 支持、SnapshotClass、VolumeSnapshotLocation。

2.2 核心概念关系与数据流

下图展示了 Velero 在执行一次备份操作时，各核心组件之间的协作关系与数据流向。理解这张图，就掌握了 Velero 的运行原理。

2.3 核心概念深度解析

2.3.1 Backup（备份）

Backup 是 Velero 中最核心的操作单元。它包含两个部分：Kubernetes 资源对象的 YAML 清单和持久化卷的数据快照。备份操作是异步的，Velero 会创建一个 Backup CRD 对象，控制器会持续更新其状态。

运维提示： 在蓝绿发布场景中，建议在切换流量前对“蓝环境”执行一次 --ttl 72h 的备份。这样，如果“绿环境”出现漂移告警，你可以在 72 小时内快速回退到“蓝环境”的稳定状态。

# 创建一个包含指定命名空间和卷快照的备份示例
velero backup create blue-env-backup \
  --include-namespaces production-blue \
  --snapshot-volumes \
  --ttl 72h \
  --storage-location default

2.3.2 Restore（恢复）

Restore 是从已有的 Backup 中提取数据并重建资源的过程。恢复操作支持灵活的命名空间映射和资源过滤，这在跨环境迁移或蓝绿切换时非常有用。

命名空间映射： 将备份中的 production-blue 命名空间恢复到 production-green。
资源过滤： 可以选择只恢复 Deployment 和 Service，而跳过 ConfigMap。
恢复模式： 支持 --restore-volumes 和 --namespace-mappings 等精细控制。

# 将 blue-env-backup 恢复到 green 命名空间，并保留原始 PV 数据
velero restore create --from-backup blue-env-backup \
  --namespace-mappings production-blue:production-green \
  --restore-volumes=true

2.3.3 Schedule（调度）

Schedule 是 Velero 实现自动化运维的关键。它使用标准的 Cron 表达式来定义备份执行周期。在蓝绿发布流程中，建议为每个环境配置独立的 Schedule。

Cron 表达式	含义	适用场景
`0 /6 * *`	每 6 小时执行一次	核心业务系统，数据变更频繁
`0 2 * * *`	每天凌晨 2 点执行	常规业务，日终备份
`0 0 * * 0`	每周日凌晨执行	低频变更系统，周备份

# 创建一个每天凌晨 2 点执行的定时备份
velero schedule create daily-blue-backup \
  --schedule="0 2 * * *" \
  --include-namespaces production-blue \
  --ttl 168h

2.3.4 StorageLocation（存储位置）

StorageLocation 定义了备份数据（资源清单和卷快照元数据）的物理存储后端。它通常指向一个对象存储服务（如 AWS S3、MinIO、GCS）。Velero 支持同时配置多个 StorageLocation，实现数据分级或异地容灾。

关键配置： 在蓝绿发布复测流程中，务必确保 StorageLocation 的 Bucket 和 Prefix 配置正确，并且 Velero 服务账号拥有对该 Bucket 的读写权限。错误的存储配置是导致备份失败的最常见原因。

# 查看当前集群中配置的存储位置
velero storage-location get

# 输出示例
NAME      PROVIDER   BUCKET/PREFIX                   ACCESS MODE
default   aws        my-velero-backups/blue-env      ReadWrite

2.3.5 VolumeSnapshot（卷快照）

VolumeSnapshot 是 Velero 实现有状态应用一致性备份的核心。它利用 Kubernetes CSI（Container Storage Interface）快照功能，对 PV 进行瞬时快照。与直接复制文件系统相比，卷快照具有速度快、对应用影响小的优势。

CSI 驱动依赖： 底层存储必须提供 CSI 快照能力（如 AWS EBS、GCE PD、Ceph RBD）。
VolumeSnapshotClass： 需要预先定义，用于指定快照的属性和保留策略。
一致性组： 对于多卷应用（如数据库），需要确保所有卷的快照在时间上一致。

# 查看集群中可用的 VolumeSnapshotClass
kubectl get volumesnapshotclass

# 输出示例
NAME              DRIVER               DELETIONPOLICY   AGE
csi-aws-vsc       ebs.csi.aws.com      Delete           30d
csi-gce-vsc       pd.csi.storage.gke.io  Retain         15d

2.4 概念关联与运维决策树

在蓝绿发布漂移告警复测中，你需要根据告警类型和影响范围，快速选择正确的 Velero 概念组合来执行恢复。下面的决策树可以帮助你理清思路。

复测流程建议： 在复测漂移告警时，建议先通过 velero backup describe 确认备份的完整性，再执行恢复。如果恢复后告警依然存在，应优先检查 StorageLocation 的连通性和 VolumeSnapshotClass 的配置是否正确。