كيفية إنشاء النسخ الاحتياطية الساخنة لقواعد بيانات MySQL باستخدام Percona XtraBackup على Ubuntu

من التحديات الشائعة التي نصادفها عند التعامل مع أنظمة قواعد البيانات النشطة active هو القيام بنسخ احتياطيّة ساخنة hot backups، وهو إنشاء نسخ احتياطيّة بدون إيقاف خدمة قاعدة البيانات أو جعلها قابلة للقراءة فقط، ينتج عادة عن نسخ ملفّات قاعدة البيانات النشطة ببساطة نسخة من قاعدة البيانات غير مستقرّة داخليًّا، أي تكون غير قابلة للاستخدام أو فاقدة لبعض المعاملات transactions التي حدثت خلال هذا النسخ، من ناحية أخرى فإنّ إيقاف قاعدة البيانات من أجل النسخ الاحتياطي المُجدوَل يجعل الأجزاء المعتمدة على قاعدة البيانات من تطبيقنا غير متوفّرة. Percona XtraBackup هو أداة مفتوحة المصدر تُستَخدم للالتفاف على هذه المشكلة وإنشاء نُسَخ احتياطيّة كاملة full backups أو تزايديّة incremental backups لقواعد بيانات قيد التشغيل من نوع MySQL، MariaDB، و Percona Server، وهي معروفة أيضًا باسم النُسَخ الاحتياطيّة الساخنة hot backups.

وعلى النقيض من النُّسَخ الاحتياطيّة المنطقيّة logical backups التي تنتجها أدوات مثل mysqldump، تقوم أداة XtraBackup بإنشاء نُسَخ احتياطيّة ملموسة physical backups لملفّات قواعد البيانات، أي تقوم بعمل نسخة لملفّات البيانات، وتطبّق بعدها سجل المعاملات (transaction log (a.k.a. redo log على النُّسخ الاحتياطيّة الملموسة لتُعيد ملء أي مُعاملات نشطة لم تكتمل خلال إنشاء النُّسَخ الاحتياطيّة، مما يُؤدّي إلى نُسَخ احتياطيّة مستقرّة لقاعدة بيانات قيد التشغيل، يُمكِن بعدها النسخ الاحتياطي لنسخة قاعدة البيانات الاحتياطيّة إلى موقع بعيد remote location باستخدام rsync أو نظام نسخ احتياطي مثل Bacula.

سنتعلّم في هذا الدّرس كيفيّة القيام بنسخة احتياطيّة كاملة وساخنة لقواعد بيانات MySQL أو MariaDB باستخدام Percona XtraBackup على Ubuntu، تمّت أيضًا تغطية عمليّة استعادة قاعدة البيانات من نسخة احتياطيّة.

المتطلبات الأساسية

يجب أن تمتلك ما يلي من أجل متابعة هذا الدّرس:

صلاحيّات مستخدم جذر Superuser على نظام Ubuntu
قاعدة بيانات MySQL أو MariaDB قيد التشغيل
النفاذ إلى المستخدم المُدير (admin (root لقاعدة بياناتك

ومن أجل القيام بنسخة احتياطيّة ساخنة لقاعدة بياناتك يجب أيضًا أن تستخدم مُحرِّك التخزين InnoDB لأنّ XtraBackup تعتمد على سجل معاملات يُحافِظ عليه InnoDB، إن كانت قواعد بياناتك تستخدم مُحرِّك التخزين MyISAM فلا يزال بإمكانك استخدام XtraBackup ولكن سيتم قفل قاعدة البيانات لفترة قصيرة من الوقت في أواخر عمليّة النسخ الاحتياطي.

1- التحقق من محرك التخزين

إن لم تكن متأكدًا من مُحرِّك التخزين الذي تستخدمه قاعدة بياناتك فتستطيع معرفته بعدّة طرق، إحدى الطرق هي استخدام وحدة التحكّم console في MySQL لاختيار قاعدة البيانات المطلوبة ومن ثمّ الحصول على حالة كل جدول فيها.

ندخل في البداية إلى وحدة التحكّم console في MySQL:

mysql -u root -p

نقوم بإدخال كلمة سر المستخدم الجذري root في MySQL.

وفي مُحث MySQL prompt نختار قاعدة البيانات التي نريد التحقّق منها، تأكد من أن تضع اسم قاعدة بياناتك هنا بدلًا من database_name:

mysql> USE database_name;

نطبع بعدها حالات جدولها:

mysql> SHOW TABLE STATUS\G;

ينبغي الإشارة للمحرك لكل صف من قاعدة البيانات:

... 
*************************** 11. row *************************** 
Name: wp_users 
Engine: InnoDB 
...

نغادر وحدة التحكّم console حالما ننتهي من هذا.

mysql> exit

فلنقم بتثبيت Percona XtraBackup.

تثبيت Percona XtraBackup

أسهل طريقة لتثبيت Percona XtraBackup هي استخدام apt-get.

نضيف مفتاح مستودع Percona باستخدام هذا الأمر:

sudo apt-key adv --keyserver keys.gnupg.net --recv-keys 1C4CBDCDCD2EFD2A

نضيف بعدها مستودع Percona إلى مصادر apt لدينا:

sudo sh -c "echo 'deb http://repo.percona.com/apt trusty main' > /etc/apt/sources.list.d/percona.list" sudo sh -c "echo 'deb-src http://repo.percona.com/apt trusty main' >> /etc/apt/sources.list.d/percona.list"

نقوم بتنفيذ الأمر التالي لتحديث مصادر apt:

sudo apt-get update

نستطيع أخيرًا تنفيذ الأمر التالي لتثبيت XtraBackup:

sudo apt-get install percona-xtrabackup

تتألف XtraBackup بشكل أساسي من برنامج XtraBackup و script مكتوب بلغة Perl يُدعى innobackupex سنستخدمه لإنشاء نُسَخ احتياطيّة لقواعد بياناتنا.

التحضيرات لأول مرة

نحتاج قبل استخدام XtraBackup لأوّل مرّة إلى تحضير النظام ومستخدم MySQL الذي سيستخدمه XtraBackup، يُغطّي هذا القسم التحضيرات الأوليّة.

1- مستخدم النظام

إذا لم نكن نخطّط لاستخدام المستخدم الجذري root للنظام فيجب علينا القيام ببعض التحضيرات الأساسيّة للتأكد من أنّه يُمكن تنفيذ XtraBackup بشكل صحيح، سنفترض أنّك قمت بتسجيل الدخول باستخدام المستخدم الذي سيشغّل XtraBackup وأنّه يمتلك صلاحيّات مستخدم جذر superuser.

نضيف مستخدم النظام إلى المجموعة "mysql" (ضع اسم المستخدم لديك بدلًا من username):

sudo gpasswd -a username mysql

نقوم بإنشاء الدليل الذي سنستخدمه لتخزين النُّسَخ الاحتياطيّة التي يقوم XtraBackup بعملها:

sudo mkdir -p /data/backups sudo chown -R username: /data

يتأكّد الأمر chown من قدرة المستخدم على الكتابة إلى دليل النُّسَخ الاحتياطيّة.

2- مستخدم MySQL

يحتاج XtraBackup إلى مستخدم MySQL لكي يستخدمه لإنشاء النُّسَخ الاحتياطيّة، فلنقم بإنشاء واحد الآن.
ندخل إلى وحدة التحكّم console في MySQL بهذا الأمر:

mysql -u root -p

نقوم بإدخال كلمة سر المستخدم الجذري root في MySQL.

نُنشِئ في مُحِث MySQL prompt مستخدم MySQL جديد ونعيّن كلمة سر له، يُدعى المستخدم في هذا المثال "bkpuser" وكلمة السّر هي "bkppassword"، قم بتغييرهما إلى شيء أكثر أمانًا:

mysql> CREATE USER 'bkpuser'@'localhost' IDENTIFIED BY 'bkppassword'

نقوم بعدها بمنح grant مستخدم MySQL الجديد صلاحيّات إعادة التحميل reload، القفل lock، والتكرار replication لكافّة قواعد البيانات:

mysql> GRANT RELOAD, LOCK TABLES, REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'bkpuser'@'localhost';
FLUSH PRIVILEGES;

وهي الحد الأدنى من الصلاحيّات التي يحتاجها XtraBackup لإنشاء نُسَخ احتياطيّة كاملة لقواعد البيانات.

عند الانتهاء نقوم بالخروج من لوحة تحكّم MySQL console:

mysql> exit

نحن الآن جاهزون لإنشاء نسخة احتياطيّة كاملة لقواعد بياناتنا.

القيام بنسخة احتياطية ساخنة كاملة

يُغطّي هذا القسم الخطوات الضرورية لإنشاء نسخة احتياطيّة ساخنة كاملة لقاعدة بيانات MySQL باستخدام XtraBackup، بعد التأكّد من أنّ أذونات permissions ملفّات قاعدة البيانات صحيحة سنستخدم XtraBackup لإنشاء create النسخة الاحتياطيّة وتحضيرها prepare.

1- تحديث أذونات Datadir

يتم تخزين ملفّات قاعدة بيانات MySQL على Ubuntu في المسار var/lib/mysql/، وهو الذي يتم الإشارة إليه أحيانًا بـ datadir، يتم تقييد النفاذ إلى datadir افتراضيًّا فقط للمستخدم mysql، يتطلّب XtraBackup نفاذًا إلى هذا الدّليل لإنشاء نسخه الاحتياطيّة، لذا نقوم بتنفيذ بعض الأوامر للتأكّد من امتلاك مستخدم النظام الذي أعددناه سابقًا-كعضو في المجموعة mysql- للأذونات المناسبة:

sudo chown -R mysql: /var/lib/mysql 
sudo find /var/lib/mysql -type d -exec chmod 770 "{}" \;

تضمن هذه الأوامر أنّ كافّة الأدّلة في datadir قابلة للنفاذ من قبل المجموعة mysql، ويجب تنفيذها قبل كل نسخة احتياطيّة.

2- إنشاء نسخة احتياطية

نحن الآن على استعداد لإنشاء النسخة الاحتياطيّة، نستخدم الأداة innobackupex أثناء تشغيل قاعدة بيانات MySQL لفعل هذا، قم بتنفيذ هذا الأمر بعد وضع اسم مستخدمك وكلمة سرك لتتوافق مع معلومات تسجيل دخول مستخدم MySQL لديك:

innobackupex --user=bkpuser --password=bkppassword --no-timestamp /data/backups/new_backup

سيقوم هذا بإنشاء نسخة احتياطيّة لقاعدة البيانات في الموقع المُحدّد data/backups/new_backup/:

innobackupex output innobackupex: Backup created in directory '/data/backups/new_backup' 
150420 13:50:10 innobackupex: Connection to database server closed 
150420 13:50:10 innobackupex: completed OK!

وبشكل بديل تستطيع إزالة no-timestamp-- لكي يقوم XtraBackup بإنشاء دليل النسخة الاحتياطيّة بناءً على الختم الزمني timestamp الحالي كما يلي:

innobackupex --user=bkpuser --password=bkppassword /data/backups

سيقوم هذا بإنشاء نسخة احتياطيّة لقاعدة البيانات في دليل فرعي مُولَّد تلقائيًّا كما يلي:

innobackupex output — no timestamp innobackupex: Backup created in directory '/data/backups/2015-04-20_13-50-07' 
150420 13:50:10 innobackupex: Connection to database server closed 
150420 13:50:10 innobackupex: completed OK!

ستعيد أي طريقة نستخدمها العبارة "innobackupex: completed OK" في السّطر الأخير من الخَرْج، ينتج عن النّسخة الاحتياطيّة الناجحة نسخة من قاعدة البيانات في المسار datadir والتي يجب تحضيرها قبل استخدامها.

تحضير النسخة الاحتياطية

الخطوة الأخيرة في إنشاء نسخة احتياطيّة ساخنة باستخدام XtraBackup هي تحضيرها، ويتضمّن هذا إعادة "replaying" سجل المعاملات لتطبيق أي معاملة غير مرتبطة بالنسخة الاحتياطيّة، يجعل التحضير بيانات النسخة الاحتياطيّة مستقرة وقابلة للاستخدام من أجل الاستعادة.

سنحضّر بحسب مثالنا النسخة الاحتياطيّة التي أنشأناها في المسار data/backups/new_backup/، ضع المسار الفعلي للنسخة الاحتياطيّة لديك:

innobackupex --apply-log /data/backups/new_backup

يجب أن نرى مرّة أخرى العبارة "innobackupex: completed OK" في السطر الأخير من الخَرْج.

تمّ إنشاء النسخة الاحتياطيّة لقاعدة البيانات وهي جاهزة لاستعادتها إلى قاعدة بياناتنا، إن كنت تملك نظام نسخ احتياطي للملفّات مثل Bacula فيجب تضمين هذه النسخة الاحتياطيّة لقاعدة البيانات كجزء من اختيار النسخة الاحتياطيّة.

يُغطّي القسم التالي كيفيّة استعادة قاعدة البيانات من النسخة الاحتياطيّة التي أنشأناها للتو.

القيام باستعادة النسخة الاحتياطية

تتطلّب استعادة قاعدة البيانات باستخدام XtraBackup إيقاف قاعدة البيانات وأن يكون المسار datadir فارغًا.

نوقف خدمة MySQL باستخدام هذا الأمر:

sudo service mysql stop

ننقل أو نحذف محتويات datadir (وهو المسار var/lib/mysql/)، في حالتنا سننقله ببساطة إلى مكان مؤقّت:

mkdir /tmp/mysql mv /var/lib/mysql/* /tmp/mysql/

نستطيع الآن استعادة قاعدة البيانات من نسختنا الاحتياطيّة "new_backup":

innobackupex --copy-back /data/backups/new_backup

إن تم الأمر بنجاح فينبغي أن يكون السطر الأخير من الخَرْج هو العبارة "innobackupex: completed OK".

تنتمي الملفّات التي تمّت استعادتها غالبًا إلى المستخدم الذي قام بتنفيذ عمليّة الاستعادة، نُعيد الملكيّة إلى mysql لكي تستطيع MySQL قراءة وكتابة الملفّات:

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

أصبحنا مستعدين لبدء MySQL:

sudo service mysql start

هذا هو كل شيء، يجب أن تكون قاعدة بيانات MySQL التي استعدناها قيد التشغيل الآن.

الخاتمة

بعد أن أصبحت الآن قادرًا على إنشاء نُسَخ احتياطيّة ساخنة لقاعدة بيانات MySQL باستخدام Percona XtraBackup فهنالك العديد من الأشياء التي يجب أن تنظر إلى إعدادها.

يُنصَح أولًا بأتمتة العمليّة بحيث يتم إنشاء النُّسَخ الاحتياطيّة وفق جدول، يجب عليك ثانيًا القيام بنسخ بعيد remote للنسخ الاحتياطيّة في حال حدثت مشاكل في خادوم قاعدة البيانات باستخدام أدوات مثل rsync أو نظام نُسَخ احتياطيّة للملفّات على الشبكة مثل Bacula، سترغب بعدها في النظر في مداورة rotating النسخ الاحتياطيّة لديك (أي حذف النسخ الاحتياطيّة القديمة على أساس مُجدوَل) وإنشاء نُسَخ احتياطيّة تزايديّة (باستخدام XtraBackup) لتوفير مساحة القرص.

ترجمة -وبتصرّف- لـ How To Create Hot Backups of MySQL Databases with Percona XtraBackup on Ubuntu 14.04 لصاحبه Mitchell Anicas.