数据库 之 数据备份和恢复概念

Posted 2020-10-22

本文主要介绍数据备份和恢复的相关概念

备份：存储的数据副本；

原始数据：持续改变；

恢复：把副本应用到线上系统；

仅能恢复至备份操作时刻的数据状态；

时间点恢复：通过binary logs实现基于时间点的恢复; 

为什么备份？

灾难恢复：硬件故障（冗余,仅解决硬件不可用时，服务正常提供）、软件故障（bug）、自然灾害、黑客攻击、误操作（人为错误操作导致，出现几率最大）、...

测试；将生产的数据拷贝到测试环境中做测试，达到和生产环境一样的效果

备份会造成对系统的I/O压力，决定如何备份要权衡

备份时应该注意事项：

能容忍最多丢失多少数据；

恢复数据需要在多长时间内完成；

需要恢复哪些数据；决定了要备份哪些数据

做恢复演练：

测试备份的可用性；

增强恢复操作效率；

根据备份类型分类：

备份的数据集的范围：

完全备份和部分备份

完全备份：整个数据集；

部分备份：数据集的一部分，比如部分表；

全量备份、增量备份、差异备份：

完全备份：备份所有的数据

增量备份：仅备份自上一次完全备份或 增量备份以来变量的那部数据；

差异备份：仅备份自上一次完全备份以来变量的那部数据；差异是增量的另一表现形式。这样会导致占用更多的空间，但是好处是，恢复时间会比增量备份恢复来得快

可以根据需求来实现用哪种备份形式

如数据库异常时，先用全部恢复，再用增量恢复，最后再用二进制文件来重复对应时间段的恢复，完成完整的恢复。

物理备份、逻辑备份：

物理备份：复制数据文件进行的备份；不需要启动mysql服务，直接复制相关文件，效率更高。

逻辑备份：从数据库导出数据另存在一个或多个文件中；数据量较小的时候很常用。通过mysql语句进行备份

数据量大的时候，建议使用物理备份。

根据数据服务是否在线：

热备：读写操作均可进行的状态下所做的备份；最可行的方案。可能会导致数据的时间戳不一致，如备份过程，有些数据同时被更改了，导致数据时间戳不一样。所以热备技术复杂度很高，但是这个是必须要使用的。所以需要有技术来实现。myISAM不支持热备，innodb引擎支持热备。

注意，innodb可以做热备的原因有两个

1.lsn:日志序列号，每次日志增加时，这个数值就会被加1，会一直累加。做全量备份，就会使得lsn一直增加到最大值。

innodb使用表空间来存储数据，表空间内部有黑盒，可以理解为把表空间分成多个数据块，每一刻都是独立而自制的单位，会通过日志序列号（lsn）来记录，如果数据块的数据被修改，那么lsn就会增加，如第一块数据块被修改了，则加1，如lsn 为1，此时第二块数据块被修改，再加1，,此时lsn为2，之后lsn依次累加。备份是可以根据lsn的序列号进行恢复。

2.关键因素，innodb支持mvcc机制,为每个事务启用快照。因此读取到的数据都是启用事务那个时刻的数据。相当于是内部快照功能，通过快照可以访问到时间点同一的数据，所以innodb可以支持热备。

温备：可读但不可写状态下进行的备份；基本不可行，因为不能写入，很多功能不能实现

冷备：读写操作均不可进行的状态下所做的备份；最安全，但是基本不用。如果有数据库主从复制时，可以停掉主的，使用从的，这样就可以实现冷备。

备份需要考虑因素：

锁定资源多长时间？

备份过程的时长？

备份时的服务器负载？

恢复过程的时长？

备份策略：

全量+差异 + binlogs

全量+增量 + binlogs

备份手段：物理、逻辑

建议采用物理热备，因为物理备份性能好，效率高，热备不中断业务。

实现方法：

mysqldump+binlog

lvm2+cp/tar+binlog

xtrabackup(innodb)+binlog

备份什么？

数据

二进制日志、InnoDB的事务日志；

代码（存储过程、存储函数、触发器、事件调度器）

服务器的配置文件

备份工具：

mysqldump：mysql服务自带的备份工具；逻辑备份工具；

支持完全备份和部分备份；

InnoDB引擎中mysqldump支持热备；

MyISAM引擎中mysqldump支持温备；

cp/tar：复制后归档

借助lvm2的快照（请求一个全局锁）功能进行备份，之后立即释放锁，达到几乎热备的效果（快照执行速度快，执行的时候不能被访问，所以叫几乎热备，中断时间短，但是lvm出现故障后数据恢复困难，但是lvm扩展起来方便）；属于物理备份；

注意：不能仅备份数据文件；要同时备份事务日志；前提：要求数据文件和事务日志位于同一个逻辑卷；

xtrabackup：实现innobackup（innobackup是收费的，但是这个工具很好用）的功能的另一个工具，由Percona提供，开源工具，支持对InnoDB做热备，物理备份工具；

完全备份、部分备份；

完全备份、增量备份；

完全备份、差异备份；

mysqlhotcopy:实现几乎冷备，mysql自带

select：一般用于一张表中的一些行，用这个工具，其他情况不用

备份：SELECT cluase INTO OUTFILE 'FILENAME';

恢复：CREATE TABLE 

导入：LOAD DATA 

备份建议使用mysqldump 或者 xtrabackup这两个工具来实现。针对这这两个工具如何实现备份将通过例子进行介绍

xtrabackup：支持物理备份

全量+差异+binlog ,如每个月做全量，每天做差异，再用binlog做时间点备份

全量+增量+binlog

mysqldump：只支持全量，数量量小，如几十G的数据，可以用这个工具

    全量+binlog