كيفية إنشاء واستخدام النسخ الاحتياطي لقواعد بيانات MongoDB على نظام أوبنتو

يختار كثيرون من مطوري الويب الحديث اليوم استخدام قواعد بيانات NoSQL في مشاريعهم، وعادة ما تكون MongoDB اختيارهم الأول.

إنّ إنشاء نسخ احتياطية بشكل دوري أمر مهم إن كنت تستخدم قواعد MongoDB في مشاريع في طور التشغيل وذلك بغرض الحفاظ على البيانات من التلف، ولحسن الحظ، توفّر MongoDB أمرًا بسيطًا ضمن أدواتها لإنشاء واستعادة النسخ الاحتياطية.

لفهم كيفية عمل النسخ الاحتياطية دون المساس بقواعد بيانات عملك الخاص، سنبدأ المقال بإنشاء قاعدة بيانات جديدة وإضافة قدر بسيط من البيانات إليها، بعد ذلك سنقوم بإنشاء نسخة احتياطية لهذه القاعدة، ومن ثم حذفها واستعادتها من النسخة الاحتياطية التي قمنا بإنشائها.

المتطلبات

• نظام تشغيل Ubuntu 14.04،
• مستخدم عادي بدون صلاحيات مدير نظام، لكنّه يملك صلاحية تنفيذ أمر sudo. يمكن مراجعة مقال الإعداد الابتدائي لخادوم أوبنتو 14.04 لمزيد من المعلومات،
• تثبيت وإعداد MongoDB.

الخطوة الأولى: إنشاء قاعدة بيانات تجريبية

إنّ إنشاء نسخة احتياطية لقاعدة بيانات فارغة ليس أمرًا مفيدًا، لذا سنقوم في هذه الخطوة بإنشاء قاعدة بيانات تجريبية وإضافة بعض البيانات لها.

إنّ أسهل طريقة للتعامل مع MongoDB هي عبر سطر أوامرها الذي يمكن فتحه بتنفيذ الأمر mongo في سطر الأوامر العادي.

> mongo

بعد ذلك سنقوم بإنشاء قاعدة بيانات جديدة سندعوها myDatabase وذلك باستخدام الأمر المساعد use:

$ use myDatabasee

سنحصل على الخرج التالي نتيجة لتنفيذ الأمر:

switched to db myDatabase

ينبغي على جميع البيانات في قاعدة MongoDB أن تتبع لمجموعة collection. وبالرغم من ذلك، فليس هناك حاجة لإنشاء مجموعة بشكل خاص، فعند استخدام التابع insert لإدخال بيانات لمجموعة غير موجودة، سيتم إنشاء المجموعة بشكل تلقائي قبل كتابة البيانات.

بإمكانك استخدام الشفرة البرمجية التالية لإضافة 3 سندات documents لمجموعة تدعى myCollection باستخدام التابع insert:

db.myCollection.insert([
    {'name': 'Alice', 'age': 30},
    {'name': 'Bill', 'age': 25},
    {'name': 'Bob', 'age': 35}
]);

وستظهر الرسالة التالية إن تم تنفيذ الشفرة بنجاح:

BulkWriteResult({
    "writeErrors" : [ ],
    "writeConcernErrors" : [ ],
    "nInserted" : 3,
    "nUpserted" : 0,
    "nMatched" : 0,
    "nModified" : 0,
    "nRemoved" : 0,
    "upserted" : [ ]
})

الخطوة الثانية: التحقق من حجم قاعدة البيانات

الآن وبعد أن حصلنا على قاعدة مع بعض البيانات فيها، سنقوم بأخذ نسخة احتياطية لها. ولكن حجم النسخ الاحتياطية قد يكون كبيرًا إن كانت لديك قاعدة بيانات كبيرة، وبالتالي حتى نتجنب المخاطرة باستهلاك مساحة التخزين المتبقية في القرص، وبالنتيجة إبطاء الخادوم أو منعه من العمل، فيجب أن نتحقق من حجم قاعدة البيانات قبل البدء بالنسخ الاحتياطي.

للقيام بذلك بإمكاننا استخدام التابع stats والتحقق من القيمة التي يعيدها المفتاح dataSize لمعرفة حجم القاعدة مقدّرًا بالبايت.

$ db.stats().dataSize;

وبالنسبة لقاعدة بياناتنا التجريبية فإن الحجم سيكون رقمًا صغيرًا يبلغ 592 بايت.

انتبه إلى أن القيمة التي يعطيها dataSize هي قيمة تقريبية لحجم النسخة الاحتياطية.

الخطوة الثالثة: إنشاء النسخة الاحتياطية

بإمكاننا استخدام الأمر mongodump والذي سيقوم باستدعاء أداة من الأدوات المرفقة مع MongoDb.

سيقوم الأمر mongodump بشكل افتراضي بإنشاء نسخة احتياطية لجميع قواعد البيانات المستخدمة. ولإنشاء نسخة احتياطية لقاعدة بيانات معيّنة، يجب إضافة الخيار -d وتحديد اسم القاعدة. إضافة لذلك، يمكن إعلام mongodump بالمكان الذي نرغب بتخزين النسخة الاحتياطية فيه وذلك باستخدام الخيار -o وتحديد المسار.

يتم تنفيذ mongodump من سطر الأوامر العادي لذا سنقوم الآن بإنهاء العمل بسطر أوامر mongo والعودة لسطر الأوامر العادي وذلك بالضغط على مفتاحي Ctrl+D.

سنقوم بعد ذلك بتنفيذ الأمر mongodump لإنشاء نسخة احتياطية لقاعدتنا myDatabase وتخزين النسخة في المسار backups/first_backup/~:

$ mongodump -d myDatabase -o ~/backups/first_backup

إن تم تنفيذ الأمر بنجاح فيفترض أن تظهر الرسالة التالية:

2015-11-24T18:11:58.590-0500  writing myDatabase.myCollection to /home/me/backups/first_backup/myDatabase/myCollection.bson
2015-11-24T18:11:58.591-0500  writing myDatabase.myCollection metadata to /home/me/backups/first_backup/myDatabase/myCollection.metadata.json
2015-11-24T18:11:58.592-0500  done dumping myDatabase.myCollection (3 documents)
2015-11-24T18:11:58.592-0500  writing myDatabase.system.indexes to /home/me/backups/first_backup/myDatabase/system.indexes.bson

لاحظ بأنّ النسخة الاحتياطية ليست ملفًّا واحدًا بل هو مجلد يملك الهيكل التالي:

first_backup
└── myDatabase
    ├── myCollection.bson
    ├── myCollection.metadata.json
    └── system.indexes.bson

الخطوة الرابعة: حذف قاعدة البيانات

لاختبار النسخة الاحتياطية التي قمنا بالحصول عليها، يمكن إما التوجّه لخادوم آخر يملك نسخة MongoDB أخرى أو حذف قاعدة البيانات التجريبية من الخادوم الحالي، وسنختار الخيار الثاني في المقال.

لنقم الآن بفتح سطر أوامر mongo ومن ثم الاتصال بقاعدة البيانات:

$ mongo myDatabase

سنقوم بحذف قاعدة البيانات باستخدام التابع dropDatabase:

$ db.dropDatabase();

إن تم حذف القاعدة بنجاح، ستشاهد الرسالة التالية:

{ "dropped" : "myDatabase", "ok" : 1 }

وللتأكد يمكن استخدام التابع find على المجموعة myCollection وسنرى بأن جميع البيانات المدخلة سابقًا قد اختفت.

$ db.myCollection.find();

وبطبيعة الحال فلن يكون هناك أي خرج نتيجة لتنفيذ الأمر لعدم وجود بيانات لإظهارها.

الخطوة الخامسة: استعادة قاعدة البيانات من النسخة الاحتياطية

لاستعادة قاعدة البيانات التي حصلنا على نسخة احتياطية منها باستخدام الأمر mongodump، سنقوم باستخدام أداة أخرى من أدوات Mongo يسمى mongorestore، ولكن قبل استخدامه قم بالعودة لسطر الأوامر العادي بالنقر على مفتاحي Ctrl+D إن كنت ما تزال في سطر أوامر mongo.

إن من السهل استخدام أمر mongorestore حيث يكفي تمرير المسار الذي توجد به النسخة الاحتياطية كما في المثال:

$ mongorestore ~/backups/first_backup/

وستظهر رسالة تشبه التالية دلالة على نجاح التنفيذ:

2015-11-24T18:27:04.250-0500  building a list of dbs and collections to restore from /home/me/backups/first_backup/ dir
2015-11-24T18:27:04.251-0500  reading metadata file from /home/me/backups/first_backup/myDatabase/myCollection.metadata.json
2015-11-24T18:27:04.252-0500  restoring myDatabase.myCollection from file /home/me/backups/first_backup/myDatabase/myCollection.bson
2015-11-24T18:27:04.309-0500  restoring indexes for collection myDatabase.myCollection from metadata
2015-11-24T18:27:04.310-0500  finished restoring myDatabase.myCollection (3 documents)
2015-11-24T18:27:04.310-0500  done

ولاختبار البيانات التي قمنا باستعادتها، سنقوم بفتح سطر أوامر mongo مجددًا والاتصال بقاعدة myDatabase:

$ mongo myDatabase

ومن ثم نستخدم الأمر find على المجموعة:

$ db.myCollection.find();

فإن سار كل شيء على ما يرام، ينبغي الآن أن تظهر لك البيانات المدخلة سابقًا:

{ "_id" : ObjectId("5654e76f21299039c2ba8720"), "name" : "Alice", "age" : 30 }
{ "_id" : ObjectId("5654e76f21299039c2ba8721"), "name" : "Bill", "age" : 25 }
{ "_id" : ObjectId("5654e76f21299039c2ba8722"), "name" : "Bob", "age" : 35 }

الخلاصة

تعلّمنا كيفية استخدام mongodump و mongorestore لإنشاء نسخة احتياطية واستعادة واحدة تخص قاعدة بيانات MongoDB.

تذكر بأن إنشاء نسخة احتياطية هي عملية شرهة لموارد النظام ويمكن لها أن تخفض من أداء محرك MongoDB، لذا ينصح بأن تتم العملية فقط في الساعات التي تكون فيها الطلبات على القاعدة أقل ما يمكن.

ترجمة -وبتصرّف- للمقال How to Create and Use MongoDB Backups on Ubuntu 14.04 لصاحبته Hazel Virdó.