一、簡介資料的備份與恢復

1、為什麼備份？

• 災難恢復：人為錯誤、硬體故障（冗餘）、軟體故障（bug）、自然災害、黑客攻擊、誤操作、…；
• 測試；

2、備份時應該注意些什麼？

• 能容忍最多丟失多少資料；
• 恢復資料需要在多長時間內完成；
• 需要恢復哪些資料；
• 做恢復演練：測試備份的可用性；增強恢復操作效率；
  …

2、備份的資料集的範圍：

• 完全備份：整個資料集；
• 部分備份：資料集的一部分，比如部分表；

3、全量備份、增量備份、差異備份：

• 完全備份
• 增量備份：僅備份自上一次完全備份或 增量備份以來變數的那部資料；
• 差異備份：僅備份自上一次完全備份以來變數的那部資料；

4、根據資料服務是否線上：

• 熱備：讀寫操作均可進行的狀態下所做的備份；
• 溫備：可讀但不可寫狀態下進行的備份；
• 冷備：讀寫操作均不可進行的狀態下所做的備份；

注意：在實際生產環境中，很少有把伺服器機器停下來進行備份，一般是在執行中進行備份資料，而且專門備份的資料相比之下都是較大的資料，所以一般情況使用的是物理熱備。

5、備份策略：

• 全量+差異 + binlogs
• 全量+增量 + binlogs

6、備份工具：

• mysqldump：mysql服務自帶的備份工具，是一種邏輯備份工具，它支援一下方式備份：
  完全、部分備份；
  InnoDB：熱備；
  MyISAM：溫備；

• cp/tar
  lvm2：快照（請求一個全域性鎖），之後立即釋放鎖，達到幾乎熱備的效果；物理備份；
  注意：不能僅備份資料檔案；要同時備份事務日誌；
  前提：要求資料檔案和事務日誌位於同一個邏輯卷；

• innobackup[收費] / xtrabackup[免費]：
  由Percona提供，開源工具，支援對InnoDB做熱備，物理備份工具；
  完全備份、部分備份；
  完全備份、增量備份；
  完全備份、差異備份；

二、實現資料庫全量+增量+二進位制日誌備份與恢復

Xtrabackup是MySQL資料庫的備份不可多得的工具之一。提供了全備，增備，資料庫級別，表級別備份等等。
percona-xtrabackup軟體包中中包含了兩個工具，一個是xtrabackup，另一個是innobackupex，innobackupex由per進行封裝，在對innodb表進行備份時會自動呼叫xtraback工具，所以對InnoDB表做備份的實際是xtrabackup這個工具，xtrabackup也只能對innodb表做備份，這是一個專門對innodb開發的熱備工具，而對myisam這樣的其他引擎的表則由innobackupex來負責備份，若是全備份加增量的方案，那每次增量innobackupex工具對非innodb表都是全備份且會請求讀鎖。
xtrabackup對innodb表進行備份時不再只是簡單複製檔案，而是利用在innodb儲存引擎層中的LSN（日誌序列號）的新舊來識別這一資料頁是否需要備份。
xtraback工具對innodb引擎完美支援真正的熱備份，備份好的資料中資料檔案與事務日誌的檔案因innodb cache等因素的存在，所以備份好的資料和事務日誌中的資料往往是不一致的，所以，在做資料恢復時需要把事務日誌中已提交的事務做redo，沒有提交的事務做undo操作，這就是在做資料恢復時要做的準備工作，即prepare。
在以下地址可以下載到xtrabackup：

[root@node2 ~]#yum install percona-xtrabackup-24-2.4.8-1.el7.x86_64.rpm

每個InnoDB的頁面都會包含一個LSN資訊，每當相關的資料發生改變，相關的頁面的LSN就會自動增長。這正是InnoDB表可以進行增量備份的基礎，即innobackupex通過備份上次完全備份之後發生改變的頁面來實現。
實驗環境：兩臺安裝centos7系統的主機，A主機上安裝Mariadb資料庫，並且已經初始化，B主機上安裝了Mariadb資料庫，沒有初始化。並且A和B都安裝了percona-xtrabackup-24-2.4.8-1.el7.x86_64.rpm
需要注意的是，增量備份僅能應用於InnoDB表，對於MyISAM表而言，執行增量備份時其實進行的是完全備份。
在A主機上：
建立一個數據庫test，並且在資料下建立一個students表，裡面添加了若干資料資料。

表結構 
MariaDB [(none)]> DESC test.students;
+--------+---------------------+------+-----+---------+----------------+
| Field  | Type                | Null | Key | Default | Extra          |
+--------+---------------------+------+-----+---------+----------------+
| id     | int(10) unsigned    | NO   | PRI | NULL    | auto_increment |
| name   | char(30)            | NO   |     | NULL    |                |
| age    | tinyint(3) unsigned | YES  | MUL | NULL    |                |
| gender | enum('F','M')       | YES  |     | NULL    |                |
| major  | varchar(100)        | YES  |     | NULL    |                |
+--------+---------------------+------+-----+---------+----------------+
5 rows in set (0.05 sec)

表中的資料
MariaDB [(none)]> select * from test.students;
.............................
| 3089 | stu89    |   95 | M      | NULL   |
| 3090 | stu90    |   87 | F      | NULL   |
+------+----------+------+--------+--------+

備份
全量備份

mkdir /mysdate/backups -pv    #建立備份檔案存放的目錄
[[email protected] ~]#innobackupex --user=root --password=magedu --host=localhost /mydate/backups/    #全量備份
.....................
.....................
171114 09:57:11 completed OK!
[[email protected] ~]#cd /mydate/backups/
[[email protected] /mydate/backups]#ls
2017-11-11_10-02-09          #以當前時間命令的備份檔案 
[[email protected] /mydate/backups]#ll 2017-11-11_10-02-09/   
total 18460
-rw-r-----. 1 root root      417 Nov 11 10:02 backup-my.cnf    配置資訊 
-rw-r-----. 1 root root 18874368 Nov 11 10:02 ibdata1
drwxr-x---. 2 root root     4096 Nov 11 10:02 mysql        
drwxr-x---. 2 root root     4096 Nov 11 10:02 performance_schema
drwxr-x---. 2 root root     4096 Nov 11 10:02 test
-rw-r-----. 1 root root      113 Nov 11 10:02 xtrabackup_checkpoints  二進位制檔案的資訊，備份的那一刻，處在什麼位置
-rw-r-----. 1 root root      449 Nov 11 10:02 xtrabackup_info      備份的資訊，版本，時間
-rw-r-----. 1 root root     2560 Nov 11 10:02 xtrabackup_logfile

第一次修改資料

MariaDB [(none)]> INSERT INTO test.students VALUE (3100,'xiaoming',18,'M','shuxue');
MariaDB [(none)]> select * from test.students;
.............................
| 3089 | stu89    |   95 | M      | NULL   |
| 3090 | stu90    |   87 | F      | NULL   |
| 3100 | xiaoming |   18 | M      | shuxue |
+------+----------+------+--------+--------+

修改資料後，第一次增量備份

[[email protected] ~]#innobackupex --user=root --password=magedu --host=localhost --incremental /mydate/backups/ --incremental-basedir=/mydate/backups/2017-11-14_09-51-50
[[email protected] /mydate/backups/2017-11-14_09-51-50]#cat  xtrabackup_checkpoints    #檢視備份檔案
backup_type = full-backuped     # 全量備份 
from_lsn = 0                #從0位置開始
to_lsn = 2622741            #到2622741
last_lsn = 2622741
compact = 0
recover_binlog_info = 0

第二次修改資料

MariaDB [(none)]> DELETE FROM test.students WHERE id='3090';
Query OK, 1 row affected (0.05 sec)
MariaDB [(none)]> select * from test.students;
.............................
| 3089 | stu89    |   95 | M      | NULL   |
| 3100 | xiaoming |   18 | M      | shuxue |
+------+----------+------+--------+--------+

第二次修改資料後增量備份

[root@node2 ~]#innobackupex --user=root --password=magedu --host=localhost --incremental /mydate/backups/ --incremental-basedir=/mydate/backups/2017-11-14_09-57-07
[root@node2 /mydate/backups]#ll
total 12
drwxr-x---. 5 root root 4096 Nov 14 09:51 2017-11-14_09-51-50      #全量備份檔案
drwxr-x---. 5 root root 4096 Nov 14 09:57 2017-11-14_09-57-07      #第一次增量備份檔案
drwxr-x---. 5 root root 4096 Nov 14 10:08 2017-11-14_10-08-11      #第二次增量備份檔案
[root@node2 /mydate/backups/2017-11-14_09-57-07]#cat xtrabackup_checkpoints 
backup_type = incremental   #增量備份 
from_lsn = 2622741          #從2622741
to_lsn = 2623193            #至2623193
last_lsn = 2623193
compact = 0
recover_binlog_info = 0

第三次修改

MariaDB [(none)]> UPDATE test.students SET major='yingyu' WHERE id='3100';
MariaDB [(none)]> select * from test.students;
......................
| 3089 | stu89    |   95 | M      | NULL   |
| 3100 | xiaoming |   18 | M      | yingyu |
+------+----------+------+--------+--------+

修改之後，這時候，伺服器宕機，資料庫崩潰，需要我們恢復資料，但是二進位制日誌還在。
檢視最後一次增量備份完成的位置，以確定後面的操作二進位制日誌開始紀錄的位置，並二進位制日誌還原資料增量備份之後的資料

[root@node2 /mydate/backups/2017-11-14_10-08-11]#cat xtrabackup_binlog_info 
ON.000001   651

備份增量備份之後的二進位制日誌檔案

[root@node2 ~]#mysqlbinlog -j 651 /var/lib/mysql/ON.000001 > /root/mysql.sql

把A機器上的備份的檔案，以及二進位制日誌檔案拷貝到B機器上，準備做恢復操作。
注意：備份的資料不應該和原資料存放在一起，如果遭受遭難，那麼備份的資料和原資料一起被損壞，備份就失去意義了。
恢復
準備增量備份與整理完全備份有著一些不同，尤其要注意的是：
（1）需要在每個備份（包括完全和各個增量備份）上，將已經提交的事務進行“重放”。“重放之後”，所有的備份資料將合併到完全備份上。
（2）基於所有的備份將未提交的事務進行“回滾”。全量備份檔案中完成和未完成的，執行提交和回滾操作。
全量備份檔案中完成和未完成的，執行提交和回滾操作

[root@localhost ~]#innobackupex --apply-log --redo-only /root/2017-11-14_09-51-50  

第一次增量備份檔案中完成和未完成的，執行提交和回滾操作

[[email protected] ~]#innobackupex --apply-log --redo-only /root/2017-11-14_09-51-50 --incremental-dir /root/2017-11-14_09-57-07

第二次增量備份檔案中完成和未完成的，執行提交和回滾操作

[[email protected] ~]#innobackupex --apply-log --redo-only /root/2017-11-14_09-51-50 --incremental-dir /root/2017-11-14_10-08-11

全部在滾回提交一次

[root@localhost ~]#innobackupex --apply-log /root/2017-11-14_09-51-50

同時可以注意到，備份開始的位置是全量備份最初的位置，結束的位置，是第二次增量備份結束的位置。

[[email protected] ~/2017-11-14_09-51-50]#cat xtrabackup_checkpoints
backup_type = full-prepared
from_lsn = 0    #開始
to_lsn = 2623711   #結束
last_lsn = 2623711
compact = 0
recover_binlog_info = 0

恢復全量+第一次增量+第二次增量備份資料

[root@localhost ~]#innobackupex --copy-back 2017-11-14_09-51-50    #恢復資料

如下，資料庫中已經有對應的資料

[[email protected] /var/lib/mysql]#ll
total 40980
-rw-r-----. 1 root root 18874368 Nov 14 11:02 ibdata1
-rw-r-----. 1 root root  5242880 Nov 14 11:02 ib_logfile0
-rw-r-----. 1 root root  5242880 Nov 14 11:02 ib_logfile1
-rw-r-----. 1 root root 12582912 Nov 14 11:02 ibtmp1
drwxr-x---. 2 root root     4096 Nov 14 11:02 mysql
drwxr-x---. 2 root root     4096 Nov 14 11:02 performance_schema
drwxr-x---. 2 root root     4096 Nov 14 11:02 test
-rw-r-----. 1 root root       16 Nov 14 11:02 xtrabackup_binlog_pos_innodb
-rw-r-----. 1 root root      564 Nov 14 11:02 xtrabackup_info

把備份資料檔案的所屬主和所屬組修改為mysql

[[email protected] /var/lib/mysql]#chown -R mysql.mysql ./ 
[[email protected] /var/lib/mysql]#ll
total 40980
-rw-r-----. 1 mysql mysql 18874368 Nov 14 11:02 ibdata1
-rw-r-----. 1 mysql mysql  5242880 Nov 14 11:02 ib_logfile0
-rw-r-----. 1 mysql mysql  5242880 Nov 14 11:02 ib_logfile1
-rw-r-----. 1 mysql mysql 12582912 Nov 14 11:02 ibtmp1
drwxr-x---. 2 mysql mysql     4096 Nov 14 11:02 mysql
drwxr-x---. 2 mysql mysql     4096 Nov 14 11:02 performance_schema
drwxr-x---. 2 mysql mysql     4096 Nov 14 11:02 test
-rw-r-----. 1 mysql mysql       16 Nov 14 11:02 xtrabackup_binlog_pos_innodb
-rw-r-----. 1 mysql mysql      564 Nov 14 11:02 xtrabackup_info

登陸資料庫，需要注意的是，登陸的使用者名稱，密碼都是原資料的使用者名稱和密碼

MariaDB [(none)]> select * from test.students;
| 3088 | stu88    |   38 | M      | NULL   |
| 3089 | stu89    |   95 | M      | NULL   |
| 3100 | xiaoming |   18 | M      | shuxue |
+------+----------+------+--------+--------+
1089 rows in set (0.07 sec)

細心的朋友可以看到，我們並沒有完全恢復資料，還有增量備份之後的資料還沒恢復。

MariaDB [(none)]> SET @@session.sql_log_bin=OFF;
MariaDB [(none)]> \. /tmp/mysql.sql
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [(none)]> SET @@session.sql_log_bin=ON;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

恢復完成，和宕機之前資料做對比，完全一樣，恢復成功
MariaDB [(none)]> select * from test.students;
| 3088 | stu88 | 38 | M | NULL |
| 3089 | stu89 | 95 | M | NULL |
| 3100 | xiaoming | 18 | M | yingyu |
+——+———-+——+——–+——–+
1089 rows in set (0.01 sec)

恢復完成後，不要著急上線，趕緊做一次全量備份，生成新的序列。