第88讲：XtraBackup实现增量数据备份以及故障恢复的应用实践

1.XtraBackup增量备份恢复的概念

1）增量备份

XBK增量备份的概念图如下，周日的时候进行全量备份，周一到周六进行增量备份，增量备份时并不是从全库备份处开始进行增量备份的，而是从前一天增量结束位置处，备份一天内的增量数据，相当于是基于上次的备份开始的增量备份。

2）增量恢复

XBK的使用增量恢复数据和其他的备份工具不用，但是比较有意思，XBK的增量备份不能单独恢复，需要将每日的增量数据与全量备份合并成一份完整的备份数据，然后进行还原。

2.XBK增量备份语法

XBK增量备份还是使用的innobackupex命令，其中有关于增量备份的参数：

--incremental：开启增量备份。

--incremental-basedir=xxx：指定上次备份的备份文件路径。

XBK增量备份案例：

innobackupex --user=root --password=123456 --no-timesteamp --incremental --incremental-basedir={上次备份的备份文件路径} {增量备份的备份文件路径}

3.使用XBK实现数据库的增量备份

首先对数据库进行一个全量备份（增量备份依赖于全量备份），然后模拟每天产生的增量数据，最后进行每天的增量数据备份。

创建全量备份和增量备份的备份路径

[root@mysql ~]# mkdir /data/dbbackup/all_db_bak
[root@mysql ~]# mkdir /data/dbbackup/inc_db_bak

3.1.周日全量备份数据库

[root@mysql ~]# innobackupex --user=root --password=123456 --no-timestamp /data/dbbackup/all_db_bak/all_bak_`date +%F`

3.2.周一产生增量数据并进行增量备份

1）模拟周一产生的增量数据

mysql> create table monday (id int,content varchar(10));

mysql> insert into monday values (1,'haha'),(2,'heihei'),(3,'xixi');

mysql> select * from monday;
+------+---------+
| id   | content |
+------+---------+
|    1 | haha    |
|    2 | heihei  |
|    3 | xixi    |
+------+---------+

2）对周一的增量数据进行增量备份

[root@mysql ~]# innobackupex --user=root --password=123456 --no-timestamp --incremental --incremental-basedir=/data/dbbackup/all_db_bak/all_bak_2022-07-03 /data/dbbackup/inc_db_bak/monday_inc_bak

3.3.周二产生增量数据并进行增量备份

1）模拟周二产生的增量数据

mysql> create table tuesday (id int,content varchar(10));

mysql> insert into tuesday values (4,'k8s'),(5,'docker'),(6,'python');

mysql> select * from tuesday;
+------+---------+
| id   | content |
+------+---------+
|    4 | k8s     |
|    5 | docker  |
|    6 | python  |
+------+---------+

2）对周二的增量数据进行增量备份

[root@mysql ~]# innobackupex --user=root --password=123456 --no-timestamp --incremental --incremental-basedir=/data/dbbackup/inc_db_bak/monday_inc_bak /data/dbbackup/inc_db_bak/tuesday_inc_bak

在企业生产环境中，增量备份和全量备份都会通过编写脚本的方式来时间，对于没有备份的文件都有时间戳，执行上一次备份文件也是通过变量来实现的，我这里没有按天备份，因此就使用固定的名称。

3.4.查看两次增量以及全量的备份文件

[root@mysql ~]# ll /data/dbbackup/
总用量 0
drwxr-xr-x 3 root root 32 7月   3 12:20 all_db_bak
drwxr-xr-x 4 root root 51 7月   3 12:24 inc_db_bak
[root@mysql ~]# ll /data/dbbackup/all_db_bak/
总用量 0
drwxr-x--- 8 root root 259 7月   3 12:20 all_bak_2022-07-03
[root@mysql ~]# ll /data/dbbackup/inc_db_bak/
总用量 0
drwxr-x--- 8 root root 285 7月   3 12:22 monday_inc_bak
drwxr-x--- 8 root root 285 7月   3 12:24 tuesday_inc_bak

3.5.核对全量和增量备份的准确性

全量备份和增量备份已经完成了，下面我们来核对全量备份和增量备份的准确性。

我们核对时主要分析每个备份文件中的xtrabackup_checkpoints这个文件，观察相邻备份的last_lsn号和from_lsn号，当前增量备份的from_lsn号是上次备份的last_lsn号减9的位置号。

4.使用XBK通过增量备份还原数据库数据

4.1.使用XBK增量备份还原数据库的过程

在3小结中，数据库在周日的时候已经完成全量备份，以及在周一和周二都完成了增量备份，下面我们要模拟故障破坏数据库，然后通过XBK完成的全量备份以及增量备份去还原数据库的数据。

XBK的增量备份是不能直接还原的，需要先将多个增量备份合并到全量备份中，然后用全量备份去还原数据库的数据。

使用XBK增量备份还原数据库的过程：

• 1）首先整理全量备份数据，使用apply-log参数将全量备份数据进行整理，将备份时产生的“新的已提交事务的数据”通过备份redo log写入到备份文件中，将产生的“新的未提交事务的数据”通过备份的undo log回滚数据。
• 2）将周一的增量备份数据合并到全量备份数据中。
• 3）将周二的增量备份数据合并到全量备份数据中。
• 4）增量备份数据与全量备份数据全部合并后，然后再次整理全量备份数据。
• 5）最后通过全量备份数据还原被破坏掉的数据库即可。

4.2.XBK增量备份与全量备份合并时的重要参数

在XBK增量备份与全量备份合并时有几个的重要参数。

--apply-log：整理备份的数据，无论是全量备份还是增量备份，都需要先整理备份的数据，将备份过程中产生的“已提交事务的数据”通过redo log写入到备份文件中，将“未提交事务的数据”通过undo log回滚。

--redo-only：这个参数需要配合--apply-log这个参数一起使用，表示在整理备份数据时只执行redo前滚操作，不执行undo回滚操作。

意思就是说在整理数据时，只将备份过程中产生的“已提交事务的数据”通过redo log写入到备份文件中，对于“未提交事务的数据”不进行任何处理，此参数主要是为了防止在整理数据时，undo回滚会导致备份文件中记录的LSN号发生改变，从而影响备份合并。

这个参数只在特定的时机下使用：整理全备数据时使用、整理增量备份时使用、最后一个增量备份整理时不使用。

都是最后一次增量备份整理了，即使LSN号发生改变也没有任何影响。

整理备份数据、仅执行Redo前滚操作、合并增量到全量，这三步操作通常是一起执行的。

--incremental-dir=xxx：指定要将那个增量备份合并到全量备份中，指定增量备份的路径。

XBK增量备份合并全量备份的例子：

将/data/dbbackup/inc_db_bak/monday_inc_bak/这个增量备份合并到全量备份/data/dbbackup/all_db_bak/all_bak_2022-07-03/中

innobackupex --apply-log --redo-only --incremental-dir=/data/dbbackup/inc_db_bak/monday_inc_bak /data/dbbackup/all_db_bak/all_bak_2022-07-03/

4.3.损坏数据库数据

直接将db_1、db_2、db_3的数据文件删除即可。此时数据库已经被损坏了，下面通过全量备份+增量备份还原数据库数据。

[root@mysql ~]# rm -rf /data/mysql/db_1/
[root@mysql ~]# rm -rf /data/mysql/db_2/
[root@mysql ~]# rm -rf /data/mysql/db_3/

4.4.整理全量备份数据

从这里开始正式进行增量备份数据还原。

[root@mysql ~]# innobackupex --apply-log --redo-only /data/dbbackup/all_db_bak/all_bak_2022-07-03/

4.5.整理周一的增量备份并合并到全量备份中

全量数据已经整理完毕了，下面将增量备份一个个的合并到全量备份中，首先将周一的增量备份合并到全量备份中。

[root@mysql ~]# innobackupex --apply-log --redo-only --incremental-dir=/data/dbbackup/inc_db_bak/monday_inc_bak /data/dbbackup/all_db_bak/all_bak_2022-07-03/

注意：全量备份整理和增量备份整理时都需要加上--redo-only参数，最后一次增量备份整理时除外。

当周一的增量备份合并到全量备份之后，全量备份中的last_lsn号就发生了变化，lsn号已经记录到了周一增量备份的last_lsn号，此时就包含了周一增量的数据。

4.6.整理周二的增量备份并合并到全量备份中

下面将周二的增量备份整理，然后合并到全量备份中。

[root@mysql ~]# innobackupex --apply-log --incremental-dir=/data/dbbackup/inc_db_bak/tuesday_inc_bak /data/dbbackup/all_db_bak/all_bak_2022-07-03/

注意：周二的增量备份是最后一个增量备份了，此时不需要再加--redo-only参数。

当周二的增量备份与全量备份合并后，全量备份的last_lsn号再次发生变化，此时全量备份中已经包含了周一、周二的增量数据。

4.7.再次整理全量备份数据

增量备份和全量备份已经合并了，此时需要再次整理一下全量的备份数据。

[root@mysql ~]# innobackupex --apply-log /data/dbbackup/all_db_bak/all_bak_2022-07-03/

4.8.通过全量备份还原被破坏的数据

之前使用XBK备份还原都是直接拷贝的数据文件，下面我们通过XBK自带的还原工具来还原数据。

[root@mysql ~]# innobackupex --copy-back /data/dbbackup/all_db_bak/all_bak_2022-07-03/
[root@mysql ~]# chown -R mysql. /data/mysql/
[root@mysql ~]# systemctl restart mysqld

使用此方法还原数据时，要保证数据库的数据目录是空的，否则是无法还原的，如果不想覆盖掉数据目录的所有文件，那么还是通过cp进行还原。

[root@mysql ~]# \cp -ra /data/dbbackup/all_db_bak/all_bak_2022-07-03/db_1/* /data/mysql/db_1/
[root@mysql ~]# \cp -ra /data/dbbackup/all_db_bak/all_bak_2022-07-03/db_2/* /data/mysql/db_2/
[root@mysql ~]# \cp -ra /data/dbbackup/all_db_bak/all_bak_2022-07-03/db_3/* /data/mysql/db_3/
[root@mysql ~]# chown -R mysql. /data/mysql/
[root@mysql ~]# systemctl restart mysqld

数据还原成功，全备数据和增量数据都被恢复了。