Velero 简要说明

什么是 Velero

Velero（原名 Heptio Ark）是一个专为 Kubernetes 集群设计的开源备份、恢复和迁移工具。

开源项目：由 VMware 维护的 CNCF 沙箱项目
生产就绪：被广泛用于生产环境的 Kubernetes 集群保护
多云支持：支持 AWS、Azure、GCP 及任何兼容 S3 API 的对象存储

主要功能

功能	说明
备份集群资源	备份 Deployment、Service、ConfigMap 等所有 Kubernetes 资源
备份持久卷	通过快照或文件系统备份方式保护 PV 数据
灾难恢复	在集群故障、数据丢失时快速恢复
集群迁移	将应用和资源从一个集群迁移到另一个
环境复制	将生产环境配置复制到开发/测试环境
定时备份	通过 Schedule 资源实现自动定期备份

核心组件

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      用户本地环境                        │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────┐    │
│  │              Velero CLI (命令行工具)             │    │
│  │  • 创建/管理备份                                 │    │
│  │  • 执行恢复操作                                  │    │
│  │  • 查看备份状态                                  │    │
│  └─────────────────────────────────────────────────┘    │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
                            │
                            │ API 调用
                            ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                  Kubernetes 集群                         │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────┐    │
│  │           Velero Server (部署在集群内)           │    │
│  │  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐  ┌─────────┐ │    │
│  │  │ Controller  │  │   Server    │  │  Restic │ │    │
│  │  │  (控制器)   │  │   (服务端)  │  │ (可选)  │ │    │
│  │  └─────────────┘  └─────────────┘  └─────────┘ │    │
│  └─────────────────────────────────────────────────┘    │
│                            │                             │
│                            ▼                             │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────┐    │
│  │              对象存储 (备份目标)                  │    │
│  │  • AWS S3 / 阿里云 OSS / 腾讯云 COS             │    │
│  │  • MinIO / RustFS 等 S3 兼容存储                 │    │
│  └─────────────────────────────────────────────────┘    │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

组件说明

组件	运行位置	职责
Velero CLI	用户本地机器	命令行接口，用于管理备份和恢复操作
Velero Server	Kubernetes 集群	接收 CLI 请求，协调备份/恢复流程
Controller	Kubernetes 集群	监听自定义资源（Backup、Restore 等）并执行相应操作
Restic/Kopia	Kubernetes 集群（可选）	提供文件系统级别的卷备份，无需云厂商快照支持

工作原理

备份流程

1. 用户执行 velero backup create
              │
              ▼
2. Velero Controller 监听到 Backup 资源创建
              │
              ▼
3. 收集需要备份的 Kubernetes 资源
   (Deployments, Services, ConfigMaps, Secrets 等)
              │
              ▼
4. 调用云厂商 API 创建 PV 快照 (如支持)
   或通过 Restic/Kopia 进行文件系统备份
              │
              ▼
5. 将资源清单和快照信息上传到对象存储
              │
              ▼
6. 更新 Backup 资源状态为 Completed

恢复流程

1. 用户执行 velero restore create --from-backup xxx
              │
              ▼
2. Velero Controller 监听到 Restore 资源创建
              │
              ▼
3. 从对象存储下载备份的资源清单和快照信息
              │
              ▼
4. 调用云厂商 API 从快照恢复 PV 数据
              │
              ▼
5. 将 Kubernetes 资源应用到集群
              │
              ▼
6. 更新 Restore 资源状态为 Completed

基本概念

概念	英文	说明
备份	Backup	一次备份操作的结果，包含资源清单和快照引用
恢复	Restore	将备份还原到集群的操作
定时备份	Schedule	定义备份计划，自动创建 Backup
备份存储位置	BackupStorageLocation (BSL)	配置备份数据存储的位置和访问方式
快照存储位置	VolumeSnapshotLocation (VSL)	配置卷快照的存储位置
选择器	Label Selector	通过标签选择器过滤需要备份的资源
TTL	Time To Live	备份的存活时间，过期自动删除

备份类型

类型	说明	适用场景
完整备份	备份整个集群或命名空间的所有资源	定期全量备份
按需备份	备份指定的资源或命名空间	重要操作前的手动备份
定时备份	按 Cron 表达式自动执行备份	日常自动化保护
增量备份	仅备份变化的数据 (需要 Restic/Kopia)	节省存储空间

典型使用场景

1. 灾难恢复

# 场景：集群故障或数据丢失后恢复

# 1. 在新集群安装 Velero
# 2. 配置相同的备份存储位置
# 3. 执行恢复
velero restore create --from-backup production-backup-20240101

2. 集群迁移

# 场景：从旧集群迁移到新集群

# 源集群：创建完整备份
velero backup create full-cluster-backup

# 目标集群：恢复备份
velero restore create --from-backup full-cluster-backup

3. 环境复制

# 场景：将生产环境配置复制到测试环境

# 只备份特定命名空间
velero backup create prod-to-test --include-namespaces app-prod

# 恢复到测试集群时更改命名空间
velero restore create --from-backup prod-to-test \
  --namespace-mappings app-prod:app-test

4. 实验回滚

# 场景：进行危险操作前创建快照

# 创建即时备份
velero backup create before-upgrade --ttl 72h

# 如果升级失败，恢复到备份时的状态
velero restore create --from-backup before-upgrade

5. 定时备份

# 创建每天凌晨 2 点的定时备份
velero schedule create daily-backup \
  --schedule="0 2 * * *" \
  --include-namespaces critical-apps \
  --ttl 720h

快速开始

安装 CLI

# macOS (Homebrew)
brew install velero

# Linux (下载二进制)
wget https://github.com/vmware-tanzu/velero/releases/download/v1.18.0/velero-v1.18.0-linux-amd64.tar.gz
tar -xvf velero-v1.18.0-linux-amd64.tar.gz
sudo mv velero-v1.18.0-linux-amd64/velero /usr/local/bin/

# 验证安装
velero version

安装服务端

# 添加 Helm 仓库
helm repo add vmware-tanzu https://vmware-tanzu.github.io/helm-charts/

# 安装 Velero (以 S3 兼容存储为例)
helm install velero vmware-tanzu/velero \
  --namespace velero --create-namespace \
  --set credentials.useSecret=true \
  --set credentials.secretContents.cloud="\
[default]
aws_access_key_id=YOUR_ACCESS_KEY
aws_secret_access_key=YOUR_SECRET_KEY" \
  --set configuration.backupStorageLocation[0].name=default \
  --set configuration.backupStorageLocation[0].provider=aws \
  --set configuration.backupStorageLocation[0].bucket=velero-backups \
  --set configuration.backupStorageLocation[0].config.region=minio \
  --set configuration.backupStorageLocation[0].config.s3Url=http://minio.example.com \
  --set configuration.backupStorageLocation[0].config.s3ForcePathStyle=true \
  --set snapshotsEnabled=false

常用命令

# ========== 备份管理 ==========
# 创建备份
velero backup create <backup-name>
velero backup create <backup-name> --include-namespaces <ns1,ns2>
velero backup create <backup-name> --selector <label-key>=<label-value>

# 查看备份
velero backup get
velero backup describe <backup-name>
velero backup logs <backup-name>

# 删除备份
velero backup delete <backup-name>

# ========== 恢复管理 ==========
# 创建恢复
velero restore create --from-backup <backup-name>
velero restore create --from-backup <backup-name> --namespace-mappings old-ns:new-ns

# 查看恢复
velero restore get
velero restore describe <restore-name>
velero restore logs <restore-name>

# ========== 定时备份 ==========
# 创建定时任务
velero schedule create <schedule-name> --schedule="0 2 * * *"

# 查看定时任务
velero schedule get

# ========== 查看状态 ==========
# 查看 Velero 状态
velero status

# 查看备份存储位置
velero backup-location get

Cron 表达式示例

表达式	说明
`0 2 * * *`	每天凌晨 2 点
`0 2 * * 0`	每周日凌晨 2 点
`0 /6 * *`	每 6 小时
`0 0 1 * *`	每月 1 号零点

配置示例

备份特定命名空间

apiVersion: velero.io/v1
kind: Backup
metadata:
  name: app-backup
  namespace: velero
spec:
  includedNamespaces:
    - app-production
    - app-staging
  ttl: 720h0m0s  # 备份保留 30 天

排除某些资源

apiVersion: velero.io/v1
kind: Backup
metadata:
  name: selective-backup
  namespace: velero
spec:
  includedNamespaces:
    - "*"
  excludedResources:
    - nodes
    - events
    - backups.velero.io
    - restores.velero.io
  ttl: 168h0m0s  # 保留 7 天

按标签选择备份

apiVersion: velero.io/v1
kind: Backup
metadata:
  name: labeled-backup
  namespace: velero
spec:
  labelSelector:
    matchLabels:
      app: critical
      backup: "true"

最佳实践

备份策略

场景	建议
生产环境	每日全量备份 + 关键操作前手动备份
测试环境	每周备份或按需备份
重要数据	启用 Restic/Kopia 进行文件系统级备份
长期归档	设置较长 TTL 或永久保存关键备份

安全建议

访问控制：限制 Velero ServiceAccount 权限，遵循最小权限原则
加密存储：启用对象存储的服务端加密
凭证管理：使用 Kubernetes Secrets 存储访问凭证
网络隔离：限制 Velero 与对象存储之间的网络访问
定期演练：定期测试备份恢复流程，确保备份可用

监控告警

# 检查备份状态
velero backup get --sort-by=.status.startTimestamp

# 查看失败的备份
velero backup get | grep Failed

# 检查备份存储位置状态
velero backup-location get

常见问题

问题	可能原因	解决方案
备份失败	对象存储配置错误	检查 BSL 配置和访问凭证
快照失败	云厂商 API 权限不足	检查 IAM 权限配置
恢复失败	资源冲突或依赖问题	使用 `--wait` 参数或调整恢复顺序
备份过大	包含了不必要的资源	使用排除列表过滤资源
备份过慢	大量小文件或大卷	启用并发备份或优化网络

什么是 Velero​

主要功能​

核心组件​

组件说明​

工作原理​

备份流程​

恢复流程​

基本概念​

备份类型​

典型使用场景​

1. 灾难恢复​

2. 集群迁移​

3. 环境复制​

4. 实验回滚​

5. 定时备份​

快速开始​

安装 CLI​

安装服务端​

常用命令​

Cron 表达式示例​

配置示例​

备份特定命名空间​

排除某些资源​

按标签选择备份​

最佳实践​

备份策略​

安全建议​

监控告警​

常见问题​

相关文档​

什么是 Velero

主要功能

核心组件

组件说明

工作原理

备份流程

恢复流程

基本概念

备份类型

典型使用场景

1. 灾难恢复

2. 集群迁移

3. 环境复制

4. 实验回滚

5. 定时备份

快速开始

安装 CLI

安装服务端

常用命令

Cron 表达式示例

配置示例

备份特定命名空间

排除某些资源

按标签选择备份

最佳实践

备份策略

安全建议

监控告警

常见问题

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