面试题：MongoDB 高级难度备份策略面试题

Question

假设你的 MongoDB 集群包含多个分片和副本集，为了确保数据的高可用性和灾难恢复能力，设计一个详细的备份策略，包括全量备份和增量备份的执行频率、备份数据的存储位置以及恢复流程。同时，阐述在备份过程中如何处理正在进行的写入操作以保证数据一致性。

Answer 1

备份策略

1. 全量备份
   • 执行频率：每周进行一次全量备份。选择在业务低峰期，如每周日凌晨 2 - 6 点进行，以减少对正常业务的影响。
   • 存储位置：将全量备份数据存储在与 MongoDB 集群分离的存储设备上，例如专门的网络附加存储（NAS）或对象存储服务（如 Amazon S3、阿里云 OSS 等）。这样可以防止因 MongoDB 集群所在硬件出现故障而丢失备份数据。
2. 增量备份
   • 执行频率：每天进行增量备份。同样选择在业务低峰期，如每天凌晨 2 - 4 点进行。增量备份可以快速捕获前一天全量备份或上一次增量备份之后的所有数据变化。
   • 存储位置：与全量备份存储在同一位置，以便在恢复时能够方便地结合全量和增量备份数据。

恢复流程

1. 从全量备份恢复
   • 停止 MongoDB 集群的所有写入操作，以确保数据处于静止状态。
   • 将最新的全量备份数据从存储位置下载到 MongoDB 集群所在的服务器。
   • 使用 MongoDB 提供的恢复工具（如 mongorestore）将备份数据恢复到 MongoDB 集群中。恢复完成后，启动 MongoDB 集群。
2. 结合增量备份恢复
   • 首先按照从全量备份恢复的步骤进行全量数据恢复。
   • 然后，按照时间顺序依次应用增量备份数据。从最近的全量备份之后的第一次增量备份开始，使用 mongorestore 工具将每个增量备份的数据应用到已经恢复全量数据的 MongoDB 集群中。每次应用增量备份后，确保 MongoDB 集群能够正常运行，直到所有增量备份都应用完毕。

处理写入操作以保证数据一致性

1. 使用 oplog（操作日志）：在进行备份时，MongoDB 的 oplog 记录了所有数据库的写入操作。在全量备份开始时，记录当前 oplog 的位置（如 oplogStart）。在备份过程中，将新写入的操作记录在 oplog 中。全量备份完成后，记录此时 oplog 的位置（如 oplogEnd）。
2. 增量备份：增量备份时，使用 oplogStart 和 oplogEnd 之间的 oplog 记录来捕获全量备份期间的写入操作。将这些操作记录保存为增量备份数据。
3. 恢复时的处理：在恢复过程中，先恢复全量备份数据，然后应用增量备份数据时，按照 oplog 记录的顺序重放写入操作，从而保证数据的一致性。这样可以确保在备份期间发生的写入操作在恢复时能够准确地重新应用，避免数据丢失或不一致的问题。