mysql备份恢复详解

前言

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为什么需要备份数据？

数据的备份类型

MySQL备份数据的方式

备份需要考虑的问题

设计合适的备份策略

实战演练

使用cp进行备份

使用mysqldump+复制BINARY LOG备份

使用lvm2快照备份数据

使用Xtrabackup备份

总结

前言
我们试着想一想, 在生产环境中什么最重要？如果我们服务器的硬件坏了可以维修或者换新, 软件问题可以修复或重新安装, 但是如果数据没了呢？这可能是最恐怖的事情了吧, 我感觉在生产环境中应该没有什么比数据跟更为重要. 那么我们该如何保证数据不丢失、或者丢失后可以快速恢复呢？只要看完这篇文章, 大家应该就能对MySQL中实现数据备份和恢复能有一定的了解。

为什么需要备份数据？
在前言中大概说明了为什么要备份数据, 但是我们还是应该具体了解一下为什么要备份数据

在生产环境中我们数据库可能会遭遇各种各样的不测从而导致数据丢失, 大概分为以下几种.

硬件故障

软件故障

自然灾害

******

误操作 (占比最大)

所以, 为了在数据丢失之后能够恢复数据, 我们就需要定期的备份数据, 备份数据的策略要根据不同的应用场景进行定制, 大致有几个参考数值, 我们可以根据这些数值从而定制符合特定环境中的数据备份策略

能够容忍丢失多少数据

恢复数据需要多长时间

需要恢复哪一些数据

数据的备份类型
数据的备份类型根据其自身的特性主要分为以下几组

完全备份

部分备份

完全备份指的是备份整个数据集( 即整个数据库 )、部分备份指的是备份部分数据集(例如: 只备份一个表)

而部分备份又分为以下两种

增量备份

差异备份

增量备份指的是备份自上一次备份以来(增量或完全)以来变化的数据; 特点: 节约空间、还原麻烦
差异备份指的是备份自上一次完全备份以来变化的数据特点: 浪费空间、还原比增量备份简单

示意图

blob.png

MySQL备份数据的方式
在MySQl中我们备份数据一般有几种方式

热备份

温备份

冷备份

热备份指的是当数据库进行备份时, 数据库的读写操作均不是受影响
温备份指的是当数据库进行备份时, 数据库的读操作可以执行, 但是不能执行写操作
冷备份指的是当数据库进行备份时, 数据库不能进行读写操作, 即数据库要下线

MySQL中进行不同方式的备份还要考虑存储引擎是否支持

MyISAM

热备 ×

温备 √

冷备 √

InnoDB

热备 √

温备 √

冷备 √

我们在考虑完数据在备份时, 数据库的运行状态之后还需要考虑对于MySQL数据库中数据的备份方式

物理备份

逻辑备份

物理备份一般就是通过tar,cp等命令直接打包复制数据库的数据文件达到备份的效果
逻辑备份一般就是通过特定工具从数据库中导出数据并另存备份(逻辑备份会丢失数据精度)

备份需要考虑的问题
定制备份策略前, 我们还需要考虑一些问题

我们要备份什么?

一般情况下, 我们需要备份的数据分为以下几种

数据

二进制日志, InnoDB事务日志

代码(存储过程、存储函数、触发器、事件调度器)

服务器配置文件

备份工具

这里我们列举出常用的几种备份工具
mysqldump : 逻辑备份工具, 适用于所有的存储引擎, 支持温备、完全备份、部分备份、对于InnoDB存储引擎支持热备
cp, tar 等归档复制工具: 物理备份工具, 适用于所有的存储引擎, 冷备、完全备份、部分备份
lvm2 snapshot: 几乎热备, 借助文件系统管理工具进行备份
mysqlhotcopy: 名不副实的的一个工具, 几乎冷备, 仅支持MyISAM存储引擎
xtrabackup: 一款非常强大的InnoDB/XtraDB热备工具, 支持完全备份、增量备份, 由percona提供

设计合适的备份策略
针对不同的场景下, 我们应该制定不同的备份策略对数据库进行备份, 一般情况下, 备份策略一般为以下三种

直接cp,tar复制数据库文件

mysqldump+复制BIN LOGS

lvm2快照+复制BIN LOGS

xtrabackup

以上的几种解决方案分别针对于不同的场景

如果数据量较小, 可以使用第一种方式, 直接复制数据库文件

如果数据量还行, 可以使用第二种方式, 先使用mysqldump对数据库进行完全备份, 然后定期备份BINARY LOG达到增量备份的效果

如果数据量一般, 而又不过分影响业务运行, 可以使用第三种方式, 使用lvm2的快照对数据文件进行备份, 而后定期备份BINARY LOG达到增量备份的效果

如果数据量很大, 而又不过分影响业务运行, 可以使用第四种方式, 使用xtrabackup进行完全备份后, 定期使用xtrabackup进行增量备份或差异备份

实战演练
使用cp进行备份
我们这里使用的是使用yum安装的mysql-5.1的版本, 使用的数据集为从网络上找到的一个员工数据库

查看数据库的信息

mysql> SELECT COUNT() FROM employees; #由于篇幅原因, 我们这里只看一下employees的行数为300024
+----------+
| COUNT() |
+----------+
| 300024 |
+----------+
1 row in set (0.05 sec)

向数据库施加读锁

mysql> FLUSH TABLES WITH READ LOCK; #向所有表施加读锁
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
备份数据文件

[root@node1 ~]# mkdir /backup #创建文件夹存放备份数据库文件
[root@node1 ~]# cp -a /var/lib/mysql/* /backup #保留权限的拷贝源数据文件
[root@node1 ~]# ls /backup #查看目录下的文件
employees ibdata1 ib_logfile0 ib_logfile1 mysql mysql.sock test
模拟数据丢失并恢复

[root@node1 ~]# rm -rf /var/lib/mysql/* #删除数据库的所有文件
[root@node1 ~]# service mysqld restart #重启MySQL, 如果是编译安装的应该不能启动, 如果rpm安装则会重新初始化数据库

[root@node1 ~]# rm -rf /var/lib/mysql/ #这一步可以不做
[root@node1 ~]# cp -a /backup/ /var/lib/mysql/ #将备份的数据文件拷贝回去
[root@node1 ~]# service mysqld restart #重启MySQL

#重新连接数据并查看

mysql> USE employees;

mysql> SELECT COUNT() FROM employees; #表的行数没有变化
+----------+
| COUNT() |
+----------+
| 300024 |
+----------+
1 row in set (0.06 sec)

##完成
使用mysqldump+复制BINARY LOG备份
我们这里使用的是使用yum安装的mysql-5.1的版本, 使用的数据集为从网络上找到的一个员工数据库

我们通过mysqldump进行一次完全备份, 再修改表中的数据, 然后再通过binary log进行恢复二进制日志需要在mysql配置文件中添加 log_bin=on 开启

mysqldump命令介绍

mysqldump是一个客户端的逻辑备份工具, 可以生成一个重现创建原始数据库和表的SQL语句, 可以支持所有的存储引擎, 对于InnoDB支持热备

官方文档介绍

#基本语法格式

shell> mysqldump [options] db_name [tbl_name ...] 恢复需要手动CRATE DATABASES
shell> mysqldump [options] --databases db_name ... 恢复不需要手动创建数据库
shell> mysqldump [options] --all-databases 恢复不需要手动创建数据库

其他选项:
-E, --events: 备份事件调度器
-R, --routines: 备份存储过程和存储函数
--triggers: 备份表的触发器; --skip-triggers
--master-date[=value]
1: 记录为CHANGE MASTER TO 语句、语句不被注释
2: 记录为注释的CHANGE MASTER TO语句
基于二进制还原只能全库还原

 --flush-logs: 日志滚动
     锁定表完成后执行日志滚动

查看数据库的信息

mysql> SELECT COUNT() FROM employees; #由于篇幅原因, 我们这里只看一下employees的行数为300024
+----------+
| COUNT() |
+----------+
| 300024 |
+----------+
1 row in set (0.05 sec)

使用mysqldump备份数据库

[root@node1 ~]# mysqldump --all-databases --lock-all-tables > backup.sql #备份数据库到backup.sql文件中

mysql> CREATE DATABASE TEST1; #创建一个数据库
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

[root@node1 ~]# cp /var/lib/mysql/mysql-bin.000003 /root #备份二进制文件
[root@node1 ~]# service mysqld stop #停止MySQL
[root@node1 ~]# rm -rf /var/lib/mysql/* #删除所有的数据文件
[root@node1 ~]# service mysqld start #启动MySQL, 如果是编译安装的应该不能启动(需重新初始化), 如果rpm安装则会重新初始化数据库

mysql> SET sql_log_bin=OFF; #暂时先将二进制日志关闭
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> source backup.sql #恢复数据，所需时间根据数据库时间大小而定

mysql> SET sql_log_bin=ON; 开启二进制日志

[root@node1 ~]# mysqlbinlog --start-position=106 --stop-position=191 mysql-bin.000003 | mysql employees #通过二进制日志增量恢复数据

#完成
使用lvm2快照备份数据
做实验之前我们先回顾一下lvm2-snapshot的知识

LVM快照简单来说就是将所快照源分区一个时间点所有文件的元数据进行保存，如果源文件没有改变，那么访问快照卷的相应文件则直接指向源分区的源文件，如果源文件发生改变，则快照卷中与之对应的文件不会发生改变。快照卷主要用于辅助备份文件。这里只简单介绍，点击查看详细介绍

部署lvm环境

添加硬盘; 这里我们直接实现SCSI硬盘的热插拔, 首先在虚拟机中添加一块硬盘, 不重启

[root@node1 ~]# ls /dev/sd* #只有以下几块硬盘, 但是我们不重启可以让系统识别新添加的硬盘
/dev/sda /dev/sda1 /dev/sda2

[root@node1 ~]# echo '- - -' > /sys/class/scsi_host/host0/scan
[root@node1 ~]# echo '- - -' > /sys/class/scsi_host/host1/scan
[root@node1 ~]# echo '- - -' > /sys/class/scsi_host/host2/scan

[root@node1 ~]# ls /dev/sd* #看！sdb识别出来了
/dev/sda /dev/sda1 /dev/sda2 /dev/sdb

[root@node1 ~]# fdisk /dev/sdb #分区
Device contains neither a valid DOS partition table, nor Sun, SGI or OSF disklabel
Building a new DOS disklabel with disk identifier 0xd353d192.
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
After that, of course, the previous content won't be recoverable.

Warning: invalid flag 0x0000 of partition table 4 will be corrected by w(rite)

WARNING: DOS-compatible mode is deprecated. It's strongly recommended to
switch off the mode (command 'c') and change display units to
sectors (command 'u').

Command (m for help): n
Command action
e extended
p primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-2610, default 1):
Using default value 1
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-2610, default 2610): +15G

Command (m for help): t
Selected partition 1
Hex code (type L to list codes): 8e
Changed system type of partition 1 to 8e (Linux LVM)

Command (m for help): w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.
You have new mail in /var/spool/mail/root
[root@node1 ~]# partx -a /dev/sdb
BLKPG: Device or resource busy
error adding partition 1

##创建逻辑卷
[root@node1 ~]# pvcreate /dev/sdb1
Physical volume "/dev/sdb1" successfully created
[root@node1 ~]# vgcreate myvg /dev/sdb1
Volume group "myvg" successfully created
[root@node1 ~]# lvcreate -n mydata -L 5G myvg
Logical volume "mydata" created.

[root@node1 ~]# mkfs.ext4 /dev/mapper/myvg-mydata #格式化
[root@node1 ~]# mkdir /lvm_data
[root@node1 ~]# mount /dev/mapper/myvg-mydata /lvm_data #挂载到/lvm_data

[root@node1 ~]# vim /etc/my.cnf #修改mysql配置文件的datadir如下

datadir=/lvm_data

[root@node1 ~]# service mysqld restart #重启MySQL

####重新导入employees数据库########略过####

查看数据库的信息

mysql> SELECT COUNT() FROM employees; #由于篇幅原因, 我们这里只看一下employees的行数为300024
+----------+
| COUNT() |
+----------+
| 300024 |
+----------+
1 row in set (0.05 sec)

创建快照卷并备份

mysql> FLUSH TABLES WITH READ LOCK; #锁定所有表
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

[root@node1 lvm_data]# lvcreate -L 1G -n mydata-snap -p r -s /dev/mapper/myvg-mydata #创建快照卷
Logical volume "mydata-snap" created.

mysql> UNLOCK TABLES; #解锁所有表
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

[root@node1 lvm_data]# mkdir /lvm_snap #创建文件夹
[root@node1 lvm_data]# mount /dev/myvg/mydata-snap /lvm_snap/ #挂载snap
mount: block device /dev/mapper/myvg-mydata--snap is write-protected, mounting read-only

[root@node1 lvm_data]# cd /lvm_snap/
[root@node1 lvm_snap]# ls
employees ibdata1 ib_logfile0 ib_logfile1 mysql mysql-bin.000001 mysql-bin.000002 mysql-bin.000003 mysql-bin.index test
[root@node1 lvm_snap]# tar cf /tmp/mysqlback.tar * #打包文件到/tmp/mysqlback.tar

[root@node1 ~]# umount /lvm_snap/ #卸载snap
[root@node1 ~]# lvremove myvg mydata-snap #删除snap

恢复数据

[root@node1 lvm_snap]# rm -rf /lvm_data/*
[root@node1 ~]# service mysqld start #启动MySQL, 如果是编译安装的应该不能启动(需重新初始化), 如果rpm安装则会重新初始化数据库

[root@node1 ~]# cd /lvm_data/
[root@node1 lvm_data]# rm -rf * #删除所有文件
[root@node1 lvm_data]# tar xf /tmp/mysqlback.tar #解压备份数据库到此文件夹
[root@node1 lvm_data]# ls #查看当前的文件
employees ibdata1 ib_logfile0 ib_logfile1 mysql mysql-bin.000001 mysql-bin.000002 mysql-bin.000003 mysql-bin.index test

##完成
使用Xtrabackup备份
为了更好地演示, 我们这次使用mariadb-5.5的版本, 使用xtrabackup使用InnoDB能够发挥其最大功效, 并且InnoDB的每一张表必须使用单独的表空间, 我们需要在配置文件中添加 innodb_file_per_table = ON 来开启

下载安装xtrabackup

我们这里通过wget percona官方的rpm包进行安装
[root@node1 ~]# wget https://www.percona.com/downloads/XtraBackup/Percona-XtraBackup-2.3.4/binary/redhat/6/x86_64/percona-xtrabackup-2.3.4-1.el6.x86_64.rpm
[root@node1 ~]# yum localinstall percona-xtrabackup-2.3.4-1.el6.x86_64.rpm #需要EPEL源
xtrabackup介绍

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。特点：

备份过程快速、可靠；

备份过程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；

自动实现备份检验；

还原速度快；

摘自马哥的文档

xtrabackup实现完全备份

我们这里使用xtrabackup的前端配置工具innobackupex来实现对数据库的完全备份

使用innobackupex备份时, 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文件信息相关的文件, 这些文件会被保存至一个以时间命名的目录.

备份过程

[root@node1 ~]# mkdir /extrabackup #创建备份目录
[root@node1 ~]# innobackupex --user=root /extrabackup/ #备份数据
###################提示complete表示成功*****

[root@node1 ~]# ls /extrabackup/ #看到备份目录
2016-04-27_07-30-48

一般情况, 备份完成后, 数据不能用于恢复操作, 因为备份的数据中可能会包含尚未提交的事务或已经提交但尚未同步至数据文件中的事务。因此, 此时的数据文件仍不一致, 所以我们需要”准备”一个完全备份

[root@node1 ~]# innobackupex --apply-log /extrabackup/2016-04-27_07-30-48/ #指定备份文件的目录

#一般情况下下面三行结尾代表成功*****
InnoDB: Starting shutdown...
InnoDB: Shutdown completed; log sequence number 369661462
160427 07:40:11 completed OK!

[root@node1 ~]# cd /extrabackup/2016-04-27_07-30-48/
[root@node1 2016-04-27_07-30-48]# ls -hl #查看备份文件
total 31M
-rw-r----- 1 root root 386 Apr 27 07:30 backup-my.cnf
drwx------ 2 root root 4.0K Apr 27 07:30 employees
-rw-r----- 1 root root 18M Apr 27 07:40 ibdata1
-rw-r--r-- 1 root root 5.0M Apr 27 07:40 ib_logfile0
-rw-r--r-- 1 root root 5.0M Apr 27 07:40 ib_logfile1
drwx------ 2 root root 4.0K Apr 27 07:30 mysql
drwx------ 2 root root 4.0K Apr 27 07:30 performance_schema
drwx------ 2 root root 4.0K Apr 27 07:30 test
-rw-r----- 1 root root 27 Apr 27 07:30 xtrabackup_binlog_info
-rw-r--r-- 1 root root 29 Apr 27 07:40 xtrabackup_binlog_pos_innodb
-rw-r----- 1 root root 117 Apr 27 07:40 xtrabackup_checkpoints
-rw-r----- 1 root root 470 Apr 27 07:30 xtrabackup_info
-rw-r----- 1 root root 2.0M Apr 27 07:40 xtrabackup_logfile

恢复数据

[root@node1 ~]# rm -rf /data/* #删除数据文件

*不用启动数据库也可以还原***

[root@node1 ~]# innobackupex --copy-back /extrabackup/2016-04-27_07-30-48/ #恢复数据, 记清使用方法

#########我们这里是编译安装的mariadb所以需要做一些操作##########
[root@node1 data]# killall mysqld

[root@node1 ~]# chown -R mysql:mysql ./*
[root@node1 ~]# ll /data/ #数据恢复
total 28704
-rw-rw---- 1 mysql mysql 16384 Apr 27 07:43 aria_log.00000001
-rw-rw---- 1 mysql mysql 52 Apr 27 07:43 aria_log_control
-rw-rw---- 1 mysql mysql 18874368 Apr 27 07:43 ibdata1
-rw-rw---- 1 mysql mysql 5242880 Apr 27 07:43 ib_logfile0
-rw-rw---- 1 mysql mysql 5242880 Apr 27 07:43 ib_logfile1
-rw-rw---- 1 mysql mysql 264 Apr 27 07:43 mysql-bin.000001
-rw-rw---- 1 mysql mysql 19 Apr 27 07:43 mysql-bin.index
-rw-r----- 1 mysql mysql 2166 Apr 27 07:43 node1.anyisalin.com.err

[root@node1 data]# service mysqld restart
MySQL server PID file could not be found! [FAILED]
Starting MySQL.. [ OK ]

增量备份

#########创建连两个数据库以供测试#####################
MariaDB [(none)]> CREATE DATABASE TEST1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> CREATE DATABASE TEST2;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

[root@node1 ~]# innobackupex --incremental /extrabackup/ --incremental-basedir=/extrabackup/2016-04-27_07-30-48/

[root@node1 ~]# ls /extrabackup/2016-04-27_07-57-22/ #查看备份文件
total 96
-rw-r----- 1 root root 386 Apr 27 07:57 backup-my.cnf
drwx------ 2 root root 4096 Apr 27 07:57 employees
-rw-r----- 1 root root 49152 Apr 27 07:57 ibdata1.delta
-rw-r----- 1 root root 44 Apr 27 07:57 ibdata1.meta
drwx------ 2 root root 4096 Apr 27 07:57 mysql
drwx------ 2 root root 4096 Apr 27 07:57 performance_schema
drwx------ 2 root root 4096 Apr 27 07:57 test
drwx------ 2 root root 4096 Apr 27 07:57 TEST1
drwx------ 2 root root 4096 Apr 27 07:57 TEST2
-rw-r----- 1 root root 21 Apr 27 07:57 xtrabackup_binlog_info
-rw-r----- 1 root root 123 Apr 27 07:57 xtrabackup_checkpoints
-rw-r----- 1 root root 530 Apr 27 07:57 xtrabackup_info
-rw-r----- 1 root root 2560 Apr 27 07:57 xtrabackup_logfile

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/extrabackup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。

整理增量备份

[root@node1 ~]# innobackupex --apply-log --redo-only /extrabackup/2016-04-27_07-30-48/
[root@node1 ~]# innobackupex --apply-log --redo-only /extrabackup/2016-04-27_07-30-48/ --incremental-dir=/extrabackup/2016-04-27_07-5
7-22/
恢复数据

[root@node1 ~]# rm -rf /data/* #删除数据

[root@node1 ~]# innobackupex --copy-back /extrabackup/2016-04-27_07-30-48/ #整理增量备份之后可以直接通过全量备份还原

[root@node1 ~]# chown -R mysql.mysql /data/
[root@node1 ~]# ls /data/ -l
total 28732
-rw-rw---- 1 mysql mysql 8192 Apr 27 08:05 aria_log.00000001
-rw-rw---- 1 mysql mysql 52 Apr 27 08:05 aria_log_control
drwx------ 2 mysql mysql 4096 Apr 27 08:05 employees
-rw-r----- 1 mysql mysql 18874368 Apr 27 08:05 ibdata1
-rw-r----- 1 mysql mysql 5242880 Apr 27 08:05 ib_logfile0
-rw-r----- 1 mysql mysql 5242880 Apr 27 08:05 ib_logfile1
drwx------ 2 mysql mysql 4096 Apr 27 08:05 mysql
-rw-rw---- 1 mysql mysql 245 Apr 27 08:05 mysql-bin.000001
-rw-rw---- 1 mysql mysql 19 Apr 27 08:05 mysql-bin.index
-rw-r----- 1 mysql mysql 1812 Apr 27 08:05 node1.anyisalin.com.err
-rw-rw---- 1 mysql mysql 5 Apr 27 08:05 node1.anyisalin.com.pid
drwx------ 2 mysql mysql 4096 Apr 27 08:05 performance_schema
drwx------ 2 mysql mysql 4096 Apr 27 08:05 test
drwx------ 2 mysql mysql 4096 Apr 27 08:05 TEST1
drwx------ 2 mysql mysql 4096 Apr 27 08:05 TEST2
-rw-r----- 1 mysql mysql 29 Apr 27 08:05 xtrabackup_binlog_pos_innodb
-rw-r----- 1 mysql mysql 530 Apr 27 08:05 xtrabackup_info

#关于xtrabackup还有很多强大的功能没有叙述、有兴趣可以去看官方文档
总结
备份方法备份速度恢复速度便捷性功能一般用于
cp 快快一般、灵活性低很弱少量数据备份
mysqldump 慢慢一般、可无视存储引擎的差异一般中小型数据量的备份
lvm2快照快快一般、支持几乎热备、速度快一般中小型数据量的备份
xtrabackup 较快较快实现innodb热备、对存储引擎有要求强大较大规模的备份

mysql备份恢复详解

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