MySQL基于Percona XtraBackup 实现全备&增量备份与恢复

作者：UStarGao 日期：2021-07-10 17:04:27 人气：栏目：MySQL

一、Percona XtraBackup工具简介

Percona XtraBackup（简称PXB）是 Percona 公司开发的一个用于 MySQL 数据库物理热备的备份工具，支持 MySQL（Oracle）、Percona Server 和 MariaDB，并且全部开源。

官网介绍：https://www.percona.com/software/mysql-database/percona-xtrabackup

安装教程：https://www.percona.com/doc/percona-xtrabackup/2.4/installation.html

1.1 Percona XtraBackup工具集

[root@ansible ~]# wget https://downloads.percona.com/downloads/Percona-XtraBackup-2.4/Percona-XtraBackup-2.4.21/binary/tarball/percona-xtrabackup-2.4.21-Linux-x86_64.glibc2.12.tar.gz
[root@ansible ~]# tar xvf percona-xtrabackup-2.4.21-Linux-x86_64.glibc2.12.tar.gz
[root@ansible ~]# mv percona-xtrabackup-2.4.21-Linux-x86_64.glibc2.12 percona-xtrabackup-2.4.21
[root@ansible ~]# cd percona-xtrabackup-2.4.21/
[root@ansible percona-xtrabackup-2.4.21]# tree bin/
bin/
├── innobackupex -> xtrabackup
├── xbcloud
├── xbcloud_osenv
├── xbcrypt
├── xbstream
└── xtrabackup

0 directories, 6 files

1、innobackupex                    # 这个工具在之前的版本中是一个perl脚本，会调用xtrabackup这个二进制工具。从xtrabackup 2.3开始，该工具使用C语言进行了重写，当前它是xtabackup二进制工具的一个软连接，但是实际的使用方法却不同，并且在以后的版本中会删除该工具。
2、xtrabackup                        # 备份功能的主程序
3、xbcloud, xbcloud_osenv   # 是xtrabackup新的高级特性云备份。
4、xbcrypt                             # 是加解密用的；
5、xbstream                         # 支持流式备份功能。可以将备份的内容打包并通过管道传递

1.2 Percona XtraBackup备份过程

MySQL基于Percona XtraBackup 实现全备&增量备份与恢复(图1)

详情解读参考：阿里数据库内核月报

【注】Percona XtraBackup 支持增量备份，但是只能对InnoDB做增量，MyISAM没有增量备份机制。

二、Percona XtraBackup全量备份

2.1 事前准备

（1）建用户及授权

mysql> CREATE USER 'xtrabackup'@'localhost' IDENTIFIED BY '123456';
mysql> GRANT RELOAD, LOCK TABLES, PROCESS, REPLICATION CLIENT,super ON *.* TO 'xtrabackup'@'localhost';
mysql> FLUSH PRIVILEGES;

mysql> show grants for "xtrabackup"@"localhost";
+--------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Grants for xtrabackup@localhost                                                                  |
+--------------------------------------------------------------------------------------------------+
| GRANT RELOAD, PROCESS, SUPER, LOCK TABLES, REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'xtrabackup'@'localhost' |
+--------------------------------------------------------------------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

（2）准备测试数据

测试数据可参考：UCloud MySQL与自建MySQL搭建主从同步中的数据源。

[root@ansible ~]# cd employees_db/
[root@ansible employees_db]# mysql -uroot -h10.25.25.25 -p123456 -t < employees.sql

（3）创建备份目录

[root@ansible ~]# mkdir -p /data/backup/

2.2 全备

[root@ansible ~]# cd percona-xtrabackup-2.4.21/
[root@ansible bin]# ./xtrabackup --user=xtrabackup --password="123456" --backup --target-dir=/data/backup/

[root@ansible ~]# ll /data/backup/   #查看备份文件
total 12336
-rw-r----- 1 root root      487 Jul 10 11:33 backup-my.cnf         # 备份的配置文件
drwxr-x--- 2 root root      272 Jul 10 11:33 employees
-rw-r----- 1 root root      301 Jul 10 11:33 ib_buffer_pool
-rw-r----- 1 root root 12582912 Jul 10 11:33 ibdata1
drwxr-x--- 2 root root     4096 Jul 10 11:33 mysql
drwxr-x--- 2 root root     8192 Jul 10 11:33 performance_schema
drwxr-x--- 2 root root     8192 Jul 10 11:33 sys
-rw-r----- 1 root root      141 Jul 10 11:33 xtrabackup_checkpoints  # 指明备份类型以及开始与结束的位置
-rw-r----- 1 root root      452 Jul 10 11:33 xtrabackup_info         # 记录备份信息
-rw-r----- 1 root root     2560 Jul 10 11:33 xtrabackup_logfile      # 备份的日志文件

[root@ansible ~]# cd /data/backup/

[root@ansible backup]# cat xtrabackup_info 
uuid = a2a803b6-e12f-11eb-8a4f-52540012414e
name = 
tool_name = xtrabackup
tool_command = --user=xtrabackup --password=... --backup --target-dir=/data/backup/
tool_version = 2.4.21
ibbackup_version = 2.4.21
server_version = 5.7.31
start_time = 2021-07-10 11:33:42
end_time = 2021-07-10 11:33:47
lock_time = 1
binlog_pos = 
innodb_from_lsn = 0
innodb_to_lsn = 370569585
partial = N
incremental = N
format = file
compact = N
compressed = N
encrypted = N

[root@ansible backup]# cat xtrabackup_checkpoints 
backup_type = full-backuped
from_lsn = 0
to_lsn = 370569585
last_lsn = 370569594
compact = 0
recover_binlog_info = 0
flushed_lsn = 370569594

2.3 备份恢复

[root@ansible ~]# systemctl stop mysqld.service        # 暂停数据库
[root@ansible ~]# cp -rf /mysql/data/ /mysql/data.bak  # 备份MySQL数据目录
[root@ansible ~]# rm -rf /mysql/data/*                 # 清空MySQL数据目录

# 恢复数据
[root@ansible ~]# cd percona-xtrabackup-2.4.21/
[root@ansible percona-xtrabackup-2.4.21]# cd bin/
[root@ansible bin]# ./xtrabackup --copy-back --target-dir=/data/backup   

# 修改恢复目录的授权
[root@ansible ~]# cd /mysql/
[root@ansible mysql]# chown -R mysql:mysql data/
[root@ansible mysql]# chmod -R 755 data/

[root@ansible ~]# systemctl restart mysqld   # 启动MySQL服务器

# 校验数据
[root@ansible ~]# mysql -uroot -p123456
mysql> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| employees          |
| mysql              |
| performance_schema |
| sys                |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)

mysql> use employees;
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -A

Database changed
mysql> show tables;
+---------------------+
| Tables_in_employees |
+---------------------+
| departments         |
| dept_emp            |
| dept_manager        |
| employees           |
| salaries            |
| titles              |
+---------------------+
6 rows in set (0.00 sec)

mysql> select count(*) from employees;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|   300024 |
+----------+
1 row in set (0.12 sec)

三、Percona XtraBackup增量备份

3.1 基于全备的增备

（1）创建备份目录

[root@ansible ~]# mkdir -p /data/backup_incr

（2）插入新数据

mysql> use employees;
mysql> select *  from departments;
+---------+--------------------+
| dept_no | dept_name          |
+---------+--------------------+
| d009    | Customer Service   |
| d005    | Development        |
| d002    | Finance            |
| d003    | Human Resources    |
| d001    | Marketing          |
| d004    | Production         |
| d006    | Quality Management |
| d008    | Research           |
| d007    | Sales              |
+---------+--------------------+
9 rows in set (0.00 sec)

mysql> show create table departments\G
*************************** 1. row ***************************
       Table: departments
Create Table: CREATE TABLE `departments` (
  `dept_no` char(4) NOT NULL,
  `dept_name` varchar(40) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`dept_no`),
  UNIQUE KEY `dept_name` (`dept_name`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)

# 插入数据
mysql> insert into departments(dept_no,dept_name) values('d010','Network');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select *  from departments;
+---------+--------------------+
| dept_no | dept_name          |
+---------+--------------------+
| d009    | Customer Service   |
| d005    | Development        |
| d002    | Finance            |
| d003    | Human Resources    |
| d001    | Marketing          |
| d010    | Network            |
| d004    | Production         |
| d006    | Quality Management |
| d008    | Research           |
| d007    | Sales              |
+---------+--------------------+
10 rows in set (0.00 sec)

（3）基于全备的增备

开始第一次增备，只要全备和多个增备的LSN号连续，那么就可以逐个进行恢复。可以再备份目录xtrabackup_checkpoints文件中看到，其中全备的from_lsn=0,增备的from_lsn应该等于上一个增备或者全备的to_lsn。

[root@ansible ~]# cd percona-xtrabackup-2.4.21/
[root@ansible percona-xtrabackup-2.4.21]# cd bin/
[root@ansible bin]# ./xtrabackup --user=xtrabackup --password="123456" --backup --target-dir=/data/backup_incr --incremental-basedir=/data/backup/

[root@ansible bin]# ll /data/backup_incr/
total 136
-rw-r----- 1 root root   487 Jul 10 14:33 backup-my.cnf
drwxr-x--- 2 root root  4096 Jul 10 14:33 employees
-rw-r----- 1 root root   301 Jul 10 14:33 ib_buffer_pool
-rw-r----- 1 root root 81920 Jul 10 14:32 ibdata1.delta
-rw-r----- 1 root root    60 Jul 10 14:32 ibdata1.meta
drwxr-x--- 2 root root  4096 Jul 10 14:33 mysql
drwxr-x--- 2 root root  8192 Jul 10 14:33 performance_schema
drwxr-x--- 2 root root  8192 Jul 10 14:33 sys
-rw-r----- 1 root root   141 Jul 10 14:33 xtrabackup_checkpoints
-rw-r----- 1 root root   498 Jul 10 14:33 xtrabackup_info
-rw-r----- 1 root root  2560 Jul 10 14:33 xtrabackup_logfile

【注】--incremental-basedir是上次全备或者增备出来的文件夹。当第一次增备的时候，一般填上次全备，第二次增备的时候，如果--incremental-basedir填上次全备，那么本次增备就会包含上次全备到现在变化的内容。

MySQL基于Percona XtraBackup 实现全备&增量备份与恢复(图2)

3.2 基于增量备份的增备

（1）创建备份目录

[root@ansible ~]# mkdir -p /data/backup_all
[root@ansible ~]# mkdir -p /data/backup_incr1
[root@ansible ~]# mkdir -p /data/backup_incr2

（2）完成一次全备

mysql> select *  from departments;
+---------+--------------------+
| dept_no | dept_name          |
+---------+--------------------+
| d009    | Customer Service   |
| d005    | Development        |
| d002    | Finance            |
| d003    | Human Resources    |
| d001    | Marketing          |
| d004    | Production         |
| d006    | Quality Management |
| d008    | Research           |
| d007    | Sales              |
+---------+--------------------+
10 rows in set (0.00 sec)

[root@ansible bin]# ./xtrabackup --user=xtrabackup --password="123456" --backup --target-dir=/data/backup_all
[root@ansible bin]# ll /data/backup_all/
total 12336
-rw-r----- 1 root root      487 Jul 10 16:37 backup-my.cnf
drwxr-x--- 2 root root      272 Jul 10 16:37 employees
-rw-r----- 1 root root      301 Jul 10 16:37 ib_buffer_pool
-rw-r----- 1 root root 12582912 Jul 10 16:37 ibdata1
drwxr-x--- 2 root root     4096 Jul 10 16:37 mysql
drwxr-x--- 2 root root     8192 Jul 10 16:37 performance_schema
drwxr-x--- 2 root root     8192 Jul 10 16:37 sys
-rw-r----- 1 root root      135 Jul 10 16:37 xtrabackup_checkpoints
-rw-r----- 1 root root      453 Jul 10 16:37 xtrabackup_info
-rw-r----- 1 root root     2560 Jul 10 16:37 xtrabackup_logfile

[root@ansible bin]# cat /data/backup_all/xtrabackup_checkpoints 
backup_type = full-backuped
from_lsn = 0
to_lsn = 2736437
last_lsn = 2736490
compact = 0
recover_binlog_info = 0
flushed_lsn = 2736446

（3）基于全备的第一次增备

mysql> insert into departments(dept_no,dept_name) values('d010','Network');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select *  from departments;
+---------+--------------------+
| dept_no | dept_name          |
+---------+--------------------+
| d011    | Computer           |
| d009    | Customer Service   |
| d005    | Development        |
| d002    | Finance            |
| d003    | Human Resources    |
| d001    | Marketing          |
| d010    | Network            |
| d004    | Production         |
| d006    | Quality Management |
| d008    | Research           |
| d007    | Sales              |
+---------+--------------------+
11 rows in set (0.00 sec)

[root@ansible bin]# ./xtrabackup --user=xtrabackup --password="123456" --backup --target-dir=/data/backup_incr1 --incremental-basedir=/data/backup_all/

[root@ansible bin]# cat /data/backup_incr1/xtrabackup_checkpoints 
backup_type = incremental
from_lsn = 2736437
to_lsn = 2737476
last_lsn = 2737485
compact = 0
recover_binlog_info = 0
flushed_lsn = 2737485

（4）基于第一次增备的增备

mysql> insert into departments(dept_no,dept_name) values('d011','Computer');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select *  from departments;
+---------+--------------------+
| dept_no | dept_name          |
+---------+--------------------+
| d011    | Computer           |
| d009    | Customer Service   |
| d005    | Development        |
| d002    | Finance            |
| d003    | Human Resources    |
| d001    | Marketing          |
| d010    | Network            |
| d004    | Production         |
| d006    | Quality Management |
| d008    | Research           |
| d007    | Sales              |
+---------+--------------------+
11 rows in set (0.00 sec)

[root@ansible ~]# cd percona-xtrabackup-2.4.21/bin/
[root@ansible bin]# ./xtrabackup --user=xtrabackup --password="123456" --backup --target-dir=/data/backup_incr2 --incremental-basedir=/data/backup_incr1

[root@ansible bin]# cat /data/backup_incr2/xtrabackup_checkpoints 
backup_type = incremental
from_lsn = 2737476
to_lsn = 2738465
last_lsn = 2738474
compact = 0
recover_binlog_info = 0
flushed_lsn = 2738474

MySQL基于Percona XtraBackup 实现全备&增量备份与恢复(图3)

3.3 prepare

这里需要做三次prepare，第一次是把全备给prepare，要加入--apply-log-only参数，因为在每个备份过程中，都会碰到一些事务进来执行，而备份结束时可能有些事务并没有执行完毕，所以在默认prepare中这些事务就会被回滚（rollback），而加入了--apply-log-only就不会回滚这些事务，而是等待prepare下次增备。第二次prepare就是准备第一次增备的目录，这个prepare目的就是把第一次增备期间发生的变化写入到全备的目录中去，然后第一次增备的目录就没有用处了，因为我们最终拷贝表空间文件是把增备目录拷贝过去。无论多少个增备，最后prepare的那个增备是不能加--apply-log-only参数的，因为最后一次增备还没有完成的事务就要彻底回滚来保证一致性。

（1）第一次prepare全备

[root@ansible ~]# cd percona-xtrabackup-2.4.21/
[root@ansible percona-xtrabackup-2.4.21]# cd bin/
[root@ansible bin]# ./xtrabackup --prepare --apply-log-only --target-dir=/data/backup_all

（2）第二次prepare增备

[root@ansible bin]# ./xtrabackup --prepare --apply-log-only --target-dir=/data/backup_all --incremental-dir=/data/backup_incr1

（3）第三次prepare增备

[root@ansible bin]# ./xtrabackup --prepare --target-dir=/data/backup --incremental-dir=/data/backup_incr2

MySQL基于Percona XtraBackup 实现全备&增量备份与恢复(图4)

（4）备份恢复

[root@ansible ~]# systemctl stop mysqld.service         # 暂停数据库
[root@ansible ~]# cp -rf /mysql/data/ /mysql/data.bak2  # 备份MySQL数据目录
[root@ansible ~]# rm -rf /mysql/data/*                  # 清空MySQL数据目录

# 恢复数据
[root@ansible ~]# cd percona-xtrabackup-2.4.21/
[root@ansible percona-xtrabackup-2.4.21]# cd bin/
[root@ansible bin]# ./xtrabackup --copy-back --target-dir=/data/backup_all   

# 修改恢复目录的授权
[root@ansible ~]# cd /mysql/
[root@ansible mysql]# chown -R mysql:mysql data/
[root@ansible mysql]# chmod -R 755 data/

[root@ansible ~]# systemctl restart mysqld   # 启动MySQL服务器

作者：UStarGao
链接：https://www.starcto.com/mysql/181.html
来源：STARCTO
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