percona-xtrabackup完全及增量备份与恢复

一、简介

Xtrabackup是由percona提供的mysql数据库备份工具，据官方介绍，这也是世界上惟一一款开源的能够对innodb和xtradb数据库进行热备的工具。其主要特点是备份过程快速、可靠，不会打断正在执行的事务，能够基于压缩等功能节约磁盘空间和流量，自动实现备份检测及其还原速度快。

二、安装及备份、恢复实现            

安装：其最新版的软件可从 http://www.percona.com/software/percona-xtrabackup/ 获得。本文基于centos6.x的系统，因此，直接下载相应版本的rpm包安装即可，这里不再演示其过程。

yum -y install percona-toolkit-2.2.4-1.noarch.rpm percona-xtrabackup-2.1.8-733.rhel6.x86_64.rpm

完全备份及删除数据目录实现恢复：

mysql>set session_sql_log_bin=0; #导入数据时让其不记录二进制日志
mysql>source /root/hellodb.sql   #导入数据
mysql>set session_sql_log_bin=1; #开启二进制日志
[root@centos6]#innobackupex --user=root /mybackups/  #全量备份
[root@centos6]#service mysqld stop  #停止数据库，删除数据目录
[root@centos6]#rm -rf /mydata/data/*
[root@centos6]#innobackupex --apply-log /mybackups/2016-11-22_15-39-09/ #准备完全备份
[root@centos6]#innobackupex --copy-back /mybackups/2016-11-22_15-39-09/ #从完全备份中恢复数据
[root@centos6 data]# ll #数据已然恢复成功
总用量 28688
drwxr-xr-x. 2 root root     4096 11月 22 15:43 hellodb
-rw-r--r--. 1 root root 18874368 11月 22 15:43 ibdata1
-rw-r--r--. 1 root root  5242880 11月 22 15:43 ib_logfile0
-rw-r--r--. 1 root root  5242880 11月 22 15:43 ib_logfile1
drwxr-xr-x. 2 root root     4096 11月 22 15:43 mysql
drwxr-xr-x. 2 root root     4096 11月 22 15:43 performance_schema
drwxr-xr-x. 2 root root     4096 11月 22 15:43 test
[root@centos6 data]# chown -R mysql.mysql ./* #改变属组和属组
[root@centos6 data]# ll
总用量 28688
drwxr-xr-x. 2 mysql mysql
  4096 11月 22 15:43 hellodb
-rw-r--r--. 1 mysql mysql 18874368 11月 22 15:43 ibdata1
-rw-r--r--. 1 mysql mysql  5242880 11月 22 15:43 ib_logfile0
-rw-r--r--. 1 mysql mysql  5242880 11月 22 15:43 ib_logfile1
drwxr-xr-x. 2 mysql mysql     4096 11月 22 15:43 mysql
drwxr-xr-x. 2 mysql mysql     4096 11月 22 15:43 performance_schema
drwxr-xr-x. 2 mysql mysql     4096 11月 22 15:43 test
[root@centos6 data]#service mysqld start #启动数据库，在恢复数据库时数据库无需启动

从安全角度考虑，如果要使用一个最小权限的用户进行备份，可创建此用户进行完全备份

mysql>create user 'bkuser'@'localhost' identified by 'passw ord'
mysql>revoke all privileges,grant option from 'bkuser'; 
mysql>grant reload,lock tables,replication clinet on *.* to 'bkuser'@'localhost' 
mysql>flush privileges;

xtrabackup备份文件说明：

使用innobakupex备份时，其会调用xtrabackup备份所有的InnoDB表，复制所有关于表结构定义的相关文件(.frm)、以及MyISAM、MERGE、CSV和ARCHIVE表的相关文件，同时还会备份触发器和数据库配置信息相关的文件。这些文件会被保存至一个以时间命令的目录中。

[root@centos6 2016-11-22_19-06-45]# ll
总用量 18472
-rw-r--r--. 1 root root      260 11月 22 19:06 backup-my.cnf
drwx------. 2 root root     4096 11月 22 19:06 hellodb
-rw-r-----. 1 root root 18874368 11月 22 19:06 ibdata1
drwx------. 2 root root     4096 11月 22 19:06 mydb
drwxr-xr-x. 2 root root     4096 11月 22 19:06 mysql
drwxr-xr-x. 2 root root     4096 11月 22 19:06 performance_schema
drwxr-xr-x. 2 root root     4096 11月 22 19:06 test
-rw-r--r--. 1 root root       13 11月 22 19:06 xtrabackup_binary
-rw-r--r--. 1 root root       24 11月 22 19:06 xtrabackup_binlog_info
-rw-r-----. 1 root root       89 11月 22 19:06 xtrabackup_checkpoints
-rw-r-----. 1 root root     2560 11月 22 19:06 xtrabackup_logfile
[root@centos6 2016-11-22_19-06-45]# cat xtrabackup_checkpoints
backup_type = full-backuped #备份类型，例如完全备份、增量备份等
from_lsn = 0 #日志序列号从0开始
to_lsn = 1649842 #日志序列号到哪
last_lsn = 1649842 #日志序列号到哪结束
compact = 0
[root@centos6 2016-11-22_19-06-45]# cat xtrabackup_binlog_info #当前正使用的二进制日志文件及其二进制位置
master-bin.000005	245
[root@centos6 2016-11-22_19-06-45]# cat xtrabackup_binary #备份中用到的xtrabackup的可执行文件
xtrabackup_55
[root@centos6 2016-11-22_19-06-45]# cat backup-my.cnf #备份命令中用到的配置选项信息
# This MySQL options file was generated by innobackupex.

# The MySQL server
[mysqld]
innodb_data_file_path=ibdata1:10M:autoextend
innodb_log_files_in_group=2
innodb_log_file_size=5242880
innodb_fast_checksum=0
innodb_page_size=16384
innodb_log_block_size=512
[root@centos6 2016-11-22_19-06-45]#

使用innobackupex进行增量备份及数据恢复：

每个InnoDB的页面都会包含一个LSN信息，每当相关的数据发生改变，相关的页面的LSN就会自动增长。这正是InnoDB表可以进行增量备份的基础，即innobackupex通过备份上次完全备份之后发生改变的页面来实现。

要实现第一次增量备份，可以使用下面的命令进行：

# innobackupex --incremental /backup --incremental-basedir=BASEDIR

其中，BASEDIR指的是完全备份所在的目录，此命令执行结束后，innobackupex命令会在/backup目录中创建一个新的以时间命名的目录以存放所有的增量备份数据。另外，在执行过增量备份之后再一次进行增量备份时，其--incremental-basedir应该指向上一次的增量备份所在的目录。

需要注意的是，增量备份仅能应用于InnoDB或XtraDB表，对于MyISAM表而言，执行增量备份时其实进行的是完全备份。

“准备”(prepare)增量备份与整理完全备份有着一些不同，尤其要注意的是：

(1)需要在每个备份(包括完全和各个增量备份)上，将已经提交的事务进行“重放”。“重放”之后，所有的备份数据将合并到完全备份上。

(2)基于所有的备份将未提交的事务进行“回滚”。

于是，操作就变成了：

# innobackupex --apply-log --redo-only BASE-DIR

接着执行：

# innobackupex --apply-log --redo-only BASE-DIR --incremental-dir=INCREMENTAL-DIR-1

而后是第二个增量：

# innobackupex --apply-log --redo-only BASE-DIR --incremental-dir=INCREMENTAL-DIR-2

 innobackupex --copy-back  /path/to/BACKUP-DIR #最起始的数据

其中BASE-DIR指的是完全备份所在的目录，而INCREMENTAL-DIR-1指的是第一次增量备份的目录，INCREMENTAL-DIR-2指的是第二次增量备份的目录，其它依次类推，即如果有多次增量备份，每一次都要执行如上操作

实例说明：本次实战练习增量数据的备份和恢复，在实验过程中经历过两次增量，并对相应的数据库做出了修改，增量完成后，停止mysql数据库，删除数据目录，进行数据恢复操作。

实现代码如下：

innobackupex --user=root /mybackups/ #第一次完全备份
innobackupex --incremental /mybackups/ --incremental-basedir=/mybackups/2016-11-22_19-24-37/ #第一次增量备份，向hellodb数据库中插入了表及其删除了表t1 
innobackupex --incremental /mybackups/ --incremental-basedir=/mybackups/2016-11-22_19-27-55/ #第二次增量备份，此时修改了数据库mydbs,创建了表和插入了数据
innobackupex --apply-log --redo-only /mybackups/2016-11-22_19-24-37/ #将已近提交的事务重放
innobackupex --apply-log --redo-only /mybackups/2016-11-22_19-24-37/ --incremental-dir=/mybackups/2016-11-22_19-27-55/ #重放之后，所有的备份数据合并到完全备份中
innobackupex --apply-log --redo-only /mybackups/2016-11-22_19-24-37/ --incremental-dir=/mybackups/2016-11-22_19-29-57/ #重放之后，所有的备份数据合并到完全备份中
innobackupex --copy-back /mybackups/2016-11-22_19-24-37/ #此时数据已经和最后一次增量同步，使用此数据进行恢复
[root@centos6 data]# cd /mybackups/2016-11-22_19-24-37/
[root@centos6 2016-11-22_19-24-37]# cat xtrabackup_checkpoints
backup_type = full-prepared #第一次完全备份，重放后将和最后一次增量备份中的序列号信息一致
from_lsn = 0
to_lsn = 1708653
last_lsn = 1708653
compact = 0
[root@centos6 2016-11-22_19-24-37]# cat ../2016-11-22_19-29-57/xtrabackup_checkpoints
backup_type = incremental
from_lsn = 1703868
to_lsn = 1708653
last_lsn = 1708653
compact = 0
[root@centos6 2016-11-22_19-24-37]# cat xtrabackup_binlog_info
master-bin.000006    8434
[root@centos6 2016-11-22_19-24-37]# cat ../2016-11-22_19-29-57/xtrabackup_binlog_info
master-bin.000006    8434
[root@centos6 2016-11-22_19-24-37]#
[root@centos6 data]# ll
总用量 18456
drwxr-xr-x. 2 root root     4096 11月 22 19:37 hellodb
-rw-r--r--. 1 root root 18874368 11月 22 19:37 ibdata1
drwxr-xr-x. 2 root root     4096 11月 22 19:37 mydb
drwxr-xr-x. 2 root root     4096 11月 22 19:37 mydbs
drwxr-xr-x. 2 root root     4096 11月 22 19:37 mysql
drwxr-xr-x. 2 root root     4096 11月 22 19:37 performance_schema
drwxr-xr-x. 2 root root     4096 11月 22 19:37 test
[root@centos6 data]# chown -R mysql.mysql ./* 
[root@centos6 data]# cd ../binlogs/
[root@centos6 binlogs]# mysqlbinlog --start-position=245 master-bin.000007
/*!50530 SET @@SESSION.PSEUDO_SLAVE_MODE=1*/;
/*!40019 SET @@session.max_insert_delayed_threads=0*/;
/*!50003 SET @OLD_COMPLETION_TYPE=@@COMPLETION_TYPE,COMPLETION_TYPE=0*/;
DELIMITER /*!*/;
# at 4
#161122 19:31:08 server id 1  end_log_pos 245 Start: binlog v 4, server v 5.5.32-MariaDB-log created 161122 19:31:08
# Warning: this binlog is either in use or was not closed properly.
BINLOG '
fCw0WA8BAAAA8QAAAPUAAAABAAQANS41LjMyLU1hcmlhREItbG9nAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAEzgNAAgAEgAEBAQEEgAA2QAEGggAAAAICAgCAAAAAAAAAAAAAAAA
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
AAAAAAAAAAAA+1uD6g==
'/*!*/;
# at 245
#161122 19:31:49 server id 1  end_log_pos 355 Querythread_id=9exec_time=0error_code=0
use `mydbs`/*!*/;
SET TIMESTAMP=1479814309/*!*/;
SET @@session.pseudo_thread_id=9/*!*/;
SET @@session.foreign_key_checks=1, @@session.sql_auto_is_null=0, @@session.unique_checks=1, @@session.autocommit=1/*!*/;
SET @@session.sql_mode=0/*!*/;
SET @@session.auto_increment_increment=1, @@session.auto_increment_offset=1/*!*/;
/*!\C utf8 *//*!*/;
SET @@session.character_set_client=33,@@session.collation_connection=33,@@session.collation_server=8/*!*/;
SET @@session.lc_time_names=0/*!*/;
SET @@session.collation_database=DEFAULT/*!*/;
create table students(id int,name varchar(20))
/*!*/;
# at 355
#161122 19:32:26 server id 1  end_log_pos 424 Querythread_id=9exec_time=0error_code=0
SET TIMESTAMP=1479814346/*!*/;
BEGIN
/*!*/;
# at 424
#161122 19:32:26 server id 1  end_log_pos 537 Querythread_id=9exec_time=0error_code=0
SET TIMESTAMP=1479814346/*!*/;
insert into students values (1,'tom'),(2,'jerry')
/*!*/;
# at 537
#161122 19:32:26 server id 1  end_log_pos 564 Xid = 155
COMMIT/*!*/;
DELIMITER ;
# End of log file
ROLLBACK /* added by mysqlbinlog */;
/*!50003 SET COMPLETION_TYPE=@OLD_COMPLETION_TYPE*/;
/*!50530 SET @@SESSION.PSEUDO_SLAVE_MODE=0*/;
[root@centos6 binlogs]# mysqlbinlog --start-position=245 master-bin.000007>/root/incr.sql
[root@centos6 ~]# mysql
Welcome to the MariaDB monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MariaDB connection id is 3
Server version: 5.5.32-MariaDB-log MariaDB Server

Copyright (c) 2000, 2013, Oracle, Monty Program Ab and others.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

MariaDB [(none)]>set sql_log_bin=0; 
MariaDB [hellodb]>source /root/incr.sql
MariaDB [hellodb]>set sql_log_bin=1;
MariaDB [hellodb]>use mydbs;
MariaDB [mydbs]> show tables;
+-----------------+
| Tables_in_mydbs |
+-----------------+
| students        |
| t1              |
+-----------------+
2 rows in set (0.00 sec)

MariaDB [mydbs]> select * from studnets;
ERROR 1146 (42S02): Table 'mydbs.studnets' doesn't exist
MariaDB [mydbs]> select * from students;
+------+-------+
| id   | name  |
+------+-------+
|    1 | tom   |
|    2 | jerry |
+------+-------+
2 rows in set (0.00 sec)
MariaDB [mydbs]> use hellodb;
Database changed
MariaDB [hellodb]> show tables;
+-------------------+
| Tables_in_hellodb |
+-------------------+
| classes           |
| coc               |
| courses           |
| scores            |
| students          |
| tbl               |
| teachers          |
| toc               |
+-------------------+
8 rows in set (0.00 sec)

MariaDB [hellodb]>

    经过查看数据和删除数据目录前进行对比，如数据一致则代表数据恢复成功，xtrabackup+二进制日志可实现数据的完全备份、增量备份、完全备份恢复和增量数据恢复，同时在使用此款备份工具时，不会影响客户的正常访问，达到提高用户体验。