备份与恢复概述,冷备,热备

对于DBA来说，最基本的工作就是数据库的备份与恢复，在意外情况下（如服务器宕机、磁盘损坏等）要保证数据不丢失，或者是最小程度地丢失。每个DBA应该每时每刻都关心自己所负责的数据库的备份情况。MySQL数据库提供的大多数工具（如mysqldump、ibbackup、replication）都能很好地完成备份的工作，当然也可以通过第三方的一些工具来完成，如xtrabackup、LVM快照备份等。DBA应该根据自己的业务要求设计出损失最小、对数据库影响最小的备份策略。

备份与恢复概述

根据备份的方法可以分为：

1. Hot Backup（热备）
2. Cold Backup（冷备）
3. Warm Backup（温备）

Hot Backup是指在数据库运行中直接备份，对正在运行的数据库没有任何影响。这种方式在MySQL官方手册中称为Online Backup（在线备份）。Cold Backup是指在数据库停止的情况下进行备份，这种备份最为简单，一般只需要拷贝相关的数据库物理文件即可。这种方式在MySQL官方手册中称为Offline Backup（离线备份）。Warm Backup备份同样是在数据库运行时进行，但是会对当前数据库的操作有所影响，例如加一个全局读锁以保证备份数据的一致性。

如果按照备份后文件的内容，又可以分为：

1. 逻辑备份
2. 裸文件备份

在MySQL数据库中，逻辑备份是指备份后的文件内容是可读的，通常是文本文件，内容一般是SQL语句，或者是表内的实际数据，如mysqldump和SELECT * INTO OUTFILE的方法。这类方法的好处是可以看到导出文件的内容，一般适用于数据库的升级、迁移等工作，但是恢复所需要的时间往往较长。

裸文件备份是指拷贝数据库的物理文件，数据库既可以处于运行状态（如ibbackup、xtrabackup这类工具），也可以处于停止状态。这类备份的恢复时间往往较逻辑备份短很多。

若按照备份数据库的内容来分，又可以分为：

1. 完全备份
2. 增量备份
3. 日志备份

完全备份是指对数据库进行一个完整的备份。增量备份是指在上次的完全备份基础上，对更新的数据进行备份。日志备份主要是指对MySQL数据库二进制日志的备份，通过对一个完全备份进行二进制日志的重做来完成数据库的point-in-time的恢复工作。MySQL数据库复制（Replication）的原理就是异步实时进行二进制日志重做。

对于MySQL数据库来说，官方没有提供真正的增量备份的方法，大部分是通过二进制日志来实现的。这种方法与真正的增量备份相比，效率还是很低的。假设有一个100G的数据库，如果通过二进制日志来完成备份，可能同一个页需要多次执行SQL语句来完成重做的工作。但是对于真正的增量备份来说，只需要记录当前每个页最后的检查点的LSN。如果大于之前完全备份时的LSN，则备份该页，否则不用备份。这大大加快了备份的速度以及缩短了恢复的时间，同时这也是xtrabackup工具增量备份的原理。

此外，还需要理解数据库备份的一致性，这要求在备份的时候数据在这一时间点上是一致的。举例来说，在一个网络游戏中有一个玩家购买了道具，这个事务的过程是：先扣除相应的金钱，然后往其装备表中插入道具，确保扣费和得到的道具是互相一致的。否则，在恢复时，可能出现金钱被扣除了，但是装备丢失的情况。

对于InnoDB存储引擎来说，因为其支持MVCC(多版本控制)功能，因此实现备份一致比较容易。可以先开启一个事务，然后导出一组相关的表，最后提交。当然，事务隔离级别必须是REPEATABLE READ的，这样的做法就可以给你一个完美的一致性备份。然而，这个方法的前提是需要你正确地设计应用程序。上述购买道具的过程不可以分为两个事务来完成，如一个完成扣费，一个完成道具的购买。若备份发生在这两者之间，则会因为逻辑设计的问题导致备份出的数据依然是不一致的。

对于mysqldump备份工具来说，可以通过添加-single-transaction选项来获得InnoDB存储引擎的一致性备份，这时的备份是在一个执行时间很长的事务中完成的。另外，对于InnoDB存储引擎的备份，要务必加上-single-transaction的选项（虽然是mysqldump的一个可选选项）。

冷备

对InnoDB存储引擎的冷备非常简单，只需要备份MySQL数据库的frm文件、共享表空间文件、独立表空间文件（*.ibd）、重做日志文件。另外，定期备份MySQL数据库的配置文件my.cnf，这样有利于恢复操作。

通常，DBA会写一个脚本来执行冷备的操作，DBA可能还会对备份完的数据库进行打包和压缩，这并不是一件难事。关键在于，不要遗漏原本需要备份的物理文件，如共享表空间和重做日志文件，少了这些文件数据库可能都无法启动。另外一种经常发生的情况是，由于磁盘空间已满而导致的备份失败，DBA可能习惯性地认为运行脚本的备份是没有问题的，少了检验的机制。

在同一台机器上对数据库进行冷备是远远不够的，还需要将本地的备份放入一台远程服务器中，以确保不会因为本地数据库宕机而影响备份文件的使用。

冷备的优点是：

1. 备份简单，只要拷贝相关文件即可。
2. 备份文件易于在不同操作系统、不同MySQL版本上进行恢复。
3. 恢复相当简单，只需要把文件恢复到指定位置即可。
4. 恢复速度快，不需要执行任何SQL语句，也不需要重建索引。

冷备的缺点是：

1. InnoDB存储引擎冷备的文件通常比逻辑文件大很多，因为表空间中存放着很多其他数据，如Undo段、插入缓冲等信息。
2. 冷备并不总是可以轻易地跨平台。操作系统、MySQL的版本、文件大小写敏感和浮点数格式都会成为问题。

热备

ibbackup

ibbackup是InnoDB存储引擎官方提供的热备工具，可以同时备份MyISAM存储引擎表和InnoDB存储引擎表。

InnoDB存储引擎表的备份工作原理如下：

1. 记录备份开始时，InnoDB存储引擎重做日志文件检查点的LSN。
2. 拷贝共享表空间文件以及独立表空间文件。
3. 记录拷贝完表空间文件后，InnoDB存储引擎重做日志文件检查点的LSN。
4. 拷贝在备份时产生的重做日志。

对于事务型的数据库，如SQL Server数据库、Oracle数据库，热备的原理与上述大致相同。可以发现，在备份期间不会对数据库本身有任何影响，所做的操作只是拷贝数据库文件，因此任何对数据库的操作都是允许的，不会出现阻塞情况。

因此，ibbackup的优点如下：

1. 在线备份。不阻塞任何SQL语句。
2. 备份性能好。备份的实质是复制数据库文件和重做日志文件。
3. 支持压缩备份。通过选项，可以支持不同级别的压缩。
4. 跨平台支持。ibbackup可以运行在Linux、Windows以及主流的Unix系统平台上。

ibbackup对InnoDB存储引擎表的恢复过程如下：

1. 恢复表空间文件。
2. 应用重做日志文件恢复InnoDB存储引擎表。

ibbackup提供了一种高性能的热备方式，是InnoDB存储引擎备份的首选方式。不过它是收费软件，好在Pecona公司给我们带来了开源、免费的XtraBackup热备工具，它可以实现ibbackup的所有功能，并且还扩展支持真正的增量备份功能。因此，更好的选择应该是使用XtraBackup来完成热备的工作。

XtraBackup

XtraBackup支持MySQL数据库5.0版和5.1版，同时也支持InnoDB Plugin版本新增的Barracuda页格式。XtraBackup在GPL v2开源协议下发布，官方网站地址是：https：//launchpad.net/percona-xtrabackup。

xtrabackup命令的使用方法如下：

xtrabackup --backup|--prepare [OPTIONS]