XtraDB Backup（Percona XtraBackup）备份MySQL详细介绍

一、XtraDB Backup（Percona XtraBackup）介绍

MySQL冷备、mysqldump、MySQL热拷贝都无法实现对数据库进行增量备份。在实际生产环境中增量备份是非常实用的，如果数据大于50G或100G，存储空间足够的情况下，可以每天进行完整备份，如果每天产生的数据量较大，需要定制数据备份策略。例如每周实用完整备份，周一到周六实用增量备份。而Percona-Xtrabackup就是为了实现增量备份而出现的一款主流备份工具，xtrabakackup有2个工具，分别是xtrabakup、innobakupe。

XtraBackup 是由 Percona 开发的开源工具，专门用于 MySQL 及兼容数据库（如 MariaDB、Percona Server）的在线热备份。它支持 InnoDB/XtraDB 存储引擎的高效备份，具有以下核心特性：

1. 非阻塞备份：备份过程中不阻塞数据库的读写操作。
2. 增量备份：仅备份自上次备份以来更改的数据，节省时间和存储。
3. 快速恢复：支持通过全量+增量备份链快速恢复数据。
4. 备份压缩与加密：可选压缩（如 --compress）和加密功能，优化存储安全。
5. 自动实现备份检验
6. 开源，免费

XtraBackup 对备份 MySQL 数据表类型的支持

众所周知，Xtrabackup是一个对InnoDB做数据备份的工具，支持在线热备份（备份时不影响数据读写），是商业备份工具InnoDB Hotbackup的一个很好的替代品。但是在公司生产环境常用的版本还是MySQL v5.7 及之前的版本，也有一些业务升级到了MySQL 8.0版本，不同的业务使用的表类型不同，在使用Xtrabackup我们要了解它的适用范围以及会有哪些影响。

在 Percona XtraBackup 的历史版本中，2.4 版本 是最后一个支持同时备份 InnoDB 和 MyISAM 表的版本。

关键点：

1. XtraBackup 2.4：

   • 支持 InnoDB（包括 XtraDB）的热备份（不锁表）。
   • 支持 MyISAM 的备份，但会短暂锁定表（FLUSH TABLES WITH READ LOCK）。
   • 适用于 MySQL 5.1、5.5、5.6 和 5.7 (5.7.9 ~ 5.7.28)（部分版本）。

2. XtraBackup 8.0+：

   • 从 XtraBackup 8.0 开始，Percona 移除了对 MyISAM 表的支持，仅专注于 InnoDB 和 Percona Server 的增强功能。
   • 适用于 MySQL 8.0 及更高版本。

建议：

• 如果你的数据库包含 MyISAM 表，并且需要完整备份，请使用 XtraBackup 2.4。
• 如果只有 InnoDB 表，建议使用最新的 XtraBackup 8.0+ 以获得更好的性能和兼容性。

额外说明：

• XtraBackup 2.4 仍然可以备份 MyISAM 表，但备份期间会短暂锁表，可能影响写入操作。
• 对于纯 InnoDB 环境，推荐升级到 XtraBackup 8.0+ 以支持 MySQL 8.0 的新特性（如 redo log 格式变更）。

XtraBackup 工具介绍

xtrabackup工具文件组成:

• Xtrabackup2.2 版之前包括4个可执行文件:
• innobackupex: Perl 脚本
• xtrabackup: C/C++，编译的二进制程序
• xbcrypt: 加解密
• xbstream: 支持并发写的流文件格式

xtrabackup 是用来备份 InnoDB 表的，不能备份非InnoDB 表，和 MySQLServer 没有交互

innobackupex 脚本用来备份非InnoDB 表，同时会调用 xtrabackup 命令来备份 InnoDB 表，还会和 MySQLServer 发送命令进行交互，如加全局读锁(FTWRL)、获取位点(SHOW SLAVESTATUS)等。即innobackupex是在 xtrabackup 之上做了一层封装实现的

xtrabackup的新版变化

xtrabackup版本升级到2.4后，相比之前的2.1有了比较大的变化:innobackupex 功能全部集成到 xtrabackup 里面，只有一个 binary程序，另外为了兼容考虑，innobackupex作为xtrabackup的软链接，即xtrabackup现在支持非Innodb表备份，并且Innobackupex在下一版本中移除，建议通过xtrabackup替换innobackupex

xtrabackup备份流程图

二、XtraBackup 与 MySQL 的版本对应规则

1. 匹配规则

关键注意事项：

1. MySQL 8.0 必须使用 XtraBackup 8.0+，否则备份会直接报错（例如 Unsupported redo log format）。
2. MySQL 5.7 建议使用 XtraBackup 2.4.x，部分 8.0 版本可能兼容但需验证。
3. Percona Server 需与 XtraBackup 版本对齐（如 Percona Server 5.7 → XtraBackup 2.4）。

2. 版本升级与降级策略

1. MySQL 升级（如 5.7 → 8.0）

• 步骤：
  1. 升级 XtraBackup 到 8.0+。
  2. 创建新备份（旧备份可能无法直接恢复至 MySQL 8.0）。

2. XtraBackup 降级

• 步骤：

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  # 卸载当前版本 sudo yum remove percona-xtrabackup-80 # 安装旧版本 sudo yum install percona-xtrabackup-24

三、安装 XtraBackup

1. 安装 XtraBackup

1. 添加 Percona 官方仓库

避免使用默认仓库（可能版本过旧），优先通过 Percona 仓库安装：

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# 安装 Percona 仓库
sudo yum install https://repo.percona.com/yum/percona-release-latest.noarch.rpm

# 启用仓库
sudo percona-release setup ps80  # 若需 MySQL 8.0 对应工具
# 或
sudo percona-release setup ps57  # 若需 MySQL 5.7 对应工具

2. 查看可安装的 XtraBackup 版本

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sudo yum list percona-xtrabackup-*

# 示例输出：
# percona-xtrabackup-80.x86_64   8.0.33-28.1.el7   percona-release-x86_64
# percona-xtrabackup-24.x86_64   2.4.28-1.el7      percona-release-x86_64

3. 安装指定版本

根据 MySQL 版本选择对应的包：

• MySQL 8.0：

  1	sudo yum install percona-xtrabackup-80

• MySQL 5.6/5.7：

  1	sudo yum install percona-xtrabackup-24

• 离线安装指定的版本

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  # In RPM-based distribution (like CentOS 7), you need to: sudo yum install cmake gcc gcc-c++ libaio libaio-devel bison ncurses-devel \ libgcrypt-devel libcurl-devel libev-devel python-sphinx vim-common # 或者直接通过 yum 安装来解决依赖的问题 sudo yum install -y percona-xtrabackup-24-2.4.20-1.el7.x86_64.rpm sudo rpm -qa |grep xtrabackup percona-xtrabackup-24-2.4.20-1.el7.x86_64

4. 验证安装版本

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# xtrabackup会自动读取mysql配置
xtrabackup --version

# 输出示例：
# xtrabackup version 2.4.20 based on MySQL server 5.7.26 Linux (x86_64) (revision id: c8b4056)

三、使用 XtraBackup 进行增量备份及还原

1. 全量备份

2. 执行全量备份

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mkdir -p /path/to/full_backup
xtrabackup --backup --target-dir=/path/to/full_backup \
           --user=<mysql_user> --password=<mysql_password>

• --target-dir：指定备份文件存储目录，目录不需要提前创建
• 备份完成后，输出提示 completed OK! 表示成功。
• 全量备份可以一周或者一天执行一次

查看备份信息

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cat /path/to/full_backup/xtrabackup_checkpoints
cat /path/to/full_backup/xtrabackup_info
cat /path/to/full_backup/backup-my.cnf

2. 备份文件结构

• 全量备份：包含所有数据文件。
• 增量备份：仅含变化的数据页（文件后缀 .delta 和 .meta）。

2. 还原全量备份

• 还原前需要停掉MySQL 服务
• 确保MySQL 数据目录是清空状态

1. 预整理

预整理，目的是将未完成的事务进行回滚

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xtrabackup --prepare  --target-dir=/path/to/full_backup

2. 最终准备并恢复数据

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xtrabackup --prepare --target-dir=/path/to/full_backup

停止 MySQL 服务，清空数据目录，将备份文件复制回数据目录：

3.复制到数据库目录

例如数据库主机宕机或者挂掉了，将备份的数据拷贝到新的主机或者修复的数据库主机目录下

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xtrabackup --copy-back --target-dir=/path/to/full_backup

4.还原属性

修改所属者和所属组

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chown -R mysql:mysql /var/lib/mysql

• /var/lib/mysql 是默认目录，可通过/etc/my.cnf来进行查看，如有修改动态调整

5.启动服务

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systemctl start mysqld

MySQL 增量备份

MySQL 增量备份（基于 xtrabackup）

1. 基于 LSN 的增量备份

XtraBackup 通过 LSN（Log Sequence Number）追踪数据页变化，增量备份需基于上一次全量或增量备份：

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# 第一次修改后增量备份
xtrabackup --backup --target-dir=/path/to/inc_backup_1 \
           --incremental-basedir=/path/to/full_backup \
           --user=<mysql_user> --password=<mysql_password>
# 第二次修改后增量备份   
xtrabackup --backup --target-dir=/path/to/inc_backup_2 \
           --incremental-basedir=/path/to/inc_backup_1 \
           --user=<mysql_user> --password=<mysql_password>
          

• --incremental-basedir：指向上次备份的目录（全量或增量）。
• 备份生成三个备份目录/path/to/{full_backup,inc_backup_1,inc_backup_2}

MySQL 增量备份（基于 xtrabackup）还原

• 还原前需要停掉MySQL 服务
• 确保MySQL 数据目录是清空状态

1. 准备全量备份

预准备：确保数据一致，阻止回滚未完成的事务

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xtrabackup --prepare --apply-log-only --target-dir=/path/to/full_backup

• –apply-log-only阻止回滚未完成的事务，它仅执行redo日志的应用而不执行undo操作。这意味着事务不会被回滚。

适用场景：当计划应用增量备份（Incremental Backup）到全量备份时，需要先使用这个命令来准备全量备份。这样做是为了确保后续的增量备份可以正确地应用到基础备份上。 也就是说你的恢复策略包括先做一次全量备份，然后在此基础上应用一个或多个增量备份，则首先需要使用第一个命令（带–apply-log-only选项）准备全量备份，之后按照顺序逐一准备并应用每个增量备份（同样使用–apply-log-only直到最后一个增量备份）。最后，使用（不带–apply-log-only选项）来完成准备过程，使得整个备份集（包括全量和所有增量部分）可以用于恢复。

2. 还原合并增量备份

合并增量备份到全量备份：

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# 合并第一次增量备份到完全备份
xtrabackup --prepare --apply-log-only --target-dir=/path/to/full_backup \
           --incremental-dir=/path/to/inc_backup_1
# 合并第二次增量备份到完全备份:最后一次还原不需要加--apply-log-only
xtrabackup --prepare  --target-dir=/path/to/full_backup \
           --incremental-dir=/path/to/inc_backup_2

3.复制到数据库目录

例如数据库主机宕机或者挂掉了，将备份的数据拷贝到新的主机或者修复的数据库主机目录下

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xtrabackup --copy-back --target-dir=/path/to/full_backup

• 这里也可以使用 cp 命令进行复制

4.还原属性

修改所属者和所属组

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chown -R mysql:mysql /var/lib/mysql

• /var/lib/mysql 是默认目录，如有修改动态调整

5.启动服务

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systemctl start mysqld

MySQL 增量备份（基于 Binlog）

1. 启用 Binlog

在 my.cnf 中配置：

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[mysqld]
log_bin = /var/lib/mysql/mysql-bin
server_id = 1

2. 定期备份 Binlog

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# 刷新日志，生成新 Binlog 文件
mysqladmin flush-logs

# 备份旧的 Binlog 文件（如 mysql-bin.000001）
cp /var/lib/mysql/mysql-bin.000001 /backup/

3. 使用 Binlog 恢复数据

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# 恢复到指定时间点
mysqlbinlog /backup/mysql-bin.000001 | mysql -u root -p

五、方案对比与选择

六、 XtraBackup 2.4 常用参数

以下是 Percona XtraBackup 2.4 的常用参数解释表格，涵盖备份、恢复、压缩、加密等核心功能：

XtraBackup 2.4 核心参数表

关键参数使用示例

1. 全量备份 + 压缩 + 加密

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xtrabackup --backup \
  --target-dir=/backup/full \
  --compress \
  --compress-threads=4 \
  --encrypt=AES256 \
  --encrypt-key-file=/etc/mysql/xtrabackup.key \
  --encrypt-threads=4

2. 增量备份

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# 第一次增量（基于全量）
xtrabackup --backup \
  --target-dir=/backup/inc1 \
  --incremental-basedir=/backup/full

# 第二次增量（基于前一次增量）
xtrabackup --backup \
  --target-dir=/backup/inc2 \
  --incremental-basedir=/backup/inc1

3. 准备备份并解压

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# 解压并应用日志
xtrabackup --prepare \
  --target-dir=/backup/full \
  --decompress

补充 安装 qpress 解压缩

qpress 便携式高速文件归档器

当全量备份进行压缩后，在还原时解压需要解压时需要qpress命令

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$ wget -d --user-agent="Mozilla/5.0 (Windows NT x.y; rv:10.0) Gecko/20100101 Firefox/10.0" https://docs-tencentdb-1256569818.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/qpress-11-linux-x64.tar

$ tar -xf qpress-11-linux-x64.tar -C /usr/local/bin
$ source /etc/profile

注意事项

1. 加密密钥管理：

   • 优先使用 --encrypt-key-file 替代 --encrypt-key，避免密钥泄露。
   • 密钥文件需严格限制权限（如 chmod 600）。

2. 并行与资源占用：

   • 高并发（--parallel、--compress-threads）可能显著增加 CPU 和内存消耗。
   • 生产环境中建议根据硬件资源调整。

3. 版本兼容性：

   • XtraBackup 2.4 支持 MySQL 5.1~5.7 和 Percona Server 对应版本。
   • 确保备份工具与数据库版本匹配。

4. 增量备份依赖链：

   • 增量备份必须基于完整的全量备份链，恢复时需按顺序合并所有增量。
   • 定期清理过时的备份链以节省存储空间。

通过合理组合这些参数，可以实现高效、安全的数据库备份与恢复操作。

七、生产环境数据库备份策略

一、备份频率建议

1. 全量备份频率

• 建议周期：每周 1 次全量备份
  • 理由：
    • 全量备份是恢复的基础，确保数据的完整性。
    • 如果数据量较小（如 TB 级以下），建议每周执行一次全量备份。
    • 如果数据量极大（如数十 TB），可延长至每 2 周一次，但需结合增量备份策略降低风险。
  • 执行时间：
    • 选择业务低峰期（如凌晨）以减少对 I/O 和 CPU 的影响。

2. 增量备份频率

• 建议周期：每日 1 次增量备份
  • 理由：
    • 增量备份仅捕获自上次全量或增量后的数据变化，资源占用低。
    • 每日一次可平衡 RPO（恢复点目标）与存储成本。
  • 特殊情况调整：
    • 若数据变更频繁（如电商大促期间），可缩短至每小时一次增量备份。
    • 若数据变更极少（如静态配置库），可放宽至每 2-3 天一次。

二、备份策略示例

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周一：全量备份（base）
周二~周日：每日增量备份（inc1, inc2, ..., inc6）
下周一：新一轮全量备份 + 清理旧备份链

三、关键注意事项

1. 备份保留策略

• 保留至少 2-3 个全量备份链（如最近 2 周的备份），防止备份损坏或误删。
• 增量备份需与其依赖的全量备份共同保留，确保恢复链完整。

2. 恢复时间优化

• 增量备份链不宜过长（建议不超过 7 次增量），否则恢复时合并时间可能超出 RTO。
• 若增量链过长，可调整全量备份频率（如每 3 天一次全量）。

3. 结合 Binlog 实现精细化恢复

• 启用 MySQL Binlog，按需（如每 5-15 分钟）归档 Binlog 文件。
• 恢复时，先通过 XtraBackup 还原到最近备份点，再通过 Binlog 恢复到精确时间点。

4. 监控与验证

• 监控备份任务状态，确保无失败或遗漏。
• 定期演练恢复流程（如每季度一次），验证备份有效性。

四、典型场景调整建议

总结

• 核心原则：全量备份频率由数据量和恢复时间容忍度决定，增量备份频率由数据变更速度决定。
• 平衡点：在存储成本、备份资源开销、RTO/RPO 之间找到最佳平衡。
• 动态调整：根据业务周期（如节假日、促销）灵活调整备份策略。

八、关键注意事项

1. 定期验证备份：通过恢复测试确保备份有效性。
2. 监控备份任务：结合 cron 或工具（如 Rundeck）自动化备份。
3. 备份保留策略：保留多个全量+增量备份点，避免单点故障。
4. 混合使用策略：XtraBackup + Binlog 提供双重保障，支持时间点恢复（PITR）。

通过合理选择工具和策略，可确保 MySQL 数据的高效备份与可靠恢复。

九、最佳实践

1. 始终检查版本兼容性：在升级 MySQL 或 XtraBackup 前，查阅 Percona 官方文档。
2. 测试备份恢复流程：在非生产环境验证备份文件的可用性。
3. 自动化版本管理：使用 Ansible/Puppet 等工具确保环境版本一致。
4. 将被备份数据放到远程数据库主机下：提升安全性

参考

1. XtraDB Backup 官网
2. Percona Operator for MySQL based on Percona Server for MySQL
3. XtraDB Backup 下载
4. github autoxtrabackup script
5. gitee autoxtrabackup script