database-backups

データベースのバックアップ

包括的なデータベースバックアップ戦略を実装し、検証済みの復旧手順を整備します。

使用する場面

• 新しいデータベースをデプロイする際に、初日からバックアップ計画が必要な場合。
• PostgreSQL、MySQL、MongoDB のバックアップを毎晩または毎時、自動化したい場合。
• 保持ポリシーを設定して、バックアップを S3 互換のオブジェクトストレージに送信したい場合。
• 災害復旧の手順書を作成または検証している場合。

前提条件

• データベースクライアントツールがインストールされていること（pg_dump、mysqldump、mongodump）。
• リモートストレージ用の AWS CLI または restic。
• スケジュール設定用の cron または systemd タイマー。
• オフサイトバックアップ用の S3 バケット（または S3 互換エンドポイント）。

バックアップの種類

種類	説明	頻度	用途
フル	データベース全体のコピー	毎週	復元のベースライン
増分	前回のバックアップ以降の変更	毎日	ストレージ容量と所要時間の削減
トランザクションログ／WAL	ログの継続的な転送	継続的	ポイントインタイムリカバリ（PITR）
スナップショット	ストレージレベルのスナップショット（EBS、ZFS）	毎日	フルリストアの高速化

PostgreSQL のバックアップ

pg_dump による論理バックアップ

#!/bin/bash
# pg_backup.sh — PostgreSQL logical backup
set -euo pipefail

DB_NAME="mydb"
DB_USER="backup_user"
DB_HOST="localhost"
BACKUP_DIR="/backups/postgres"
DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)
FILENAME="${BACKUP_DIR}/${DB_NAME}_${DATE}.dump"

mkdir -p "$BACKUP_DIR"

# Custom compressed format (recommended for selective restore)
pg_dump -h "$DB_HOST" -U "$DB_USER" -Fc -Z6 "$DB_NAME" > "$FILENAME"

echo "[$(date)] PostgreSQL backup complete: $FILENAME ($(du -h "$FILENAME" | cut -f1))"

pg_basebackup による物理バックアップ

#!/bin/bash
# pg_basebackup.sh — PostgreSQL physical backup for PITR
set -euo pipefail

BACKUP_DIR="/backups/postgres/base_$(date +%Y%m%d)"
mkdir -p "$BACKUP_DIR"

pg_basebackup \
  -h localhost \
  -U replicator \
  -D "$BACKUP_DIR" \
  --wal-method=stream \
  --checkpoint=fast \
  --progress \
  --verbose

echo "[$(date)] Base backup complete: $BACKUP_DIR"

PostgreSQL の復元

# Restore from custom-format dump
pg_restore -h localhost -U myapp -d mydb --clean --if-exists /backups/postgres/mydb_20250115_020000.dump

# Restore a single table
pg_restore -h localhost -U myapp -d mydb -t orders /backups/postgres/mydb_20250115_020000.dump

# Restore from plain SQL
psql -h localhost -U myapp -d mydb < /backups/postgres/mydb_20250115.sql

MySQL のバックアップ

mysqldump による論理バックアップ

#!/bin/bash
# mysql_backup.sh — MySQL logical backup
set -euo pipefail

DB_NAME="mydb"
DB_USER="backup_user"
DB_PASS="${MYSQL_BACKUP_PASSWORD}"
BACKUP_DIR="/backups/mysql"
DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)
FILENAME="${BACKUP_DIR}/${DB_NAME}_${DATE}.sql.gz"

mkdir -p "$BACKUP_DIR"

mysqldump -u "$DB_USER" -p"$DB_PASS" \
  --single-transaction \
  --routines \
  --triggers \
  --events \
  "$DB_NAME" | gzip > "$FILENAME"

echo "[$(date)] MySQL backup complete: $FILENAME ($(du -h "$FILENAME" | cut -f1))"

Percona XtraBackup による物理バックアップ

#!/bin/bash
# xtrabackup.sh — MySQL physical backup
set -euo pipefail

BACKUP_DIR="/backups/mysql/full_$(date +%Y%m%d)"

xtrabackup --backup \
  --user=backup_user \
  --password="${MYSQL_BACKUP_PASSWORD}" \
  --target-dir="$BACKUP_DIR"

xtrabackup --prepare --target-dir="$BACKUP_DIR"

echo "[$(date)] XtraBackup complete: $BACKUP_DIR"

MySQL の復元

# Restore from compressed mysqldump
gunzip < /backups/mysql/mydb_20250115_020000.sql.gz | mysql -u root -p mydb

# Restore from XtraBackup
sudo systemctl stop mysql
sudo rm -rf /var/lib/mysql/*
xtrabackup --move-back --target-dir=/backups/mysql/full_20250115
sudo chown -R mysql:mysql /var/lib/mysql
sudo systemctl start mysql

MongoDB のバックアップ

mongodump による論理バックアップ

#!/bin/bash
# mongo_backup.sh — MongoDB backup
set -euo pipefail

MONGO_URI="mongodb://backup_user:${MONGO_BACKUP_PASSWORD}@localhost:27017"
BACKUP_DIR="/backups/mongodb"
DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)
TARGET="${BACKUP_DIR}/${DATE}"

mkdir -p "$BACKUP_DIR"

# Full backup with compression
mongodump --uri="$MONGO_URI" --gzip --out="$TARGET"

echo "[$(date)] MongoDB backup complete: $TARGET"

MongoDB の復元

# Restore all databases
mongorestore --uri="mongodb://admin:secret@localhost:27017" \
  --gzip --drop /backups/mongodb/20250115_020000/

# Restore a single database
mongorestore --uri="mongodb://admin:secret@localhost:27017" \
  --gzip --drop --db mydb /backups/mongodb/20250115_020000/mydb/

# Restore a single collection
mongorestore --uri="mongodb://admin:secret@localhost:27017" \
  --gzip --drop --db mydb --collection users \
  /backups/mongodb/20250115_020000/mydb/users.bson.gz

S3 へのアップロード

#!/bin/bash
# s3_upload.sh — Upload backups to S3
set -euo pipefail

S3_BUCKET="s3://my-backups"
BACKUP_DIR="/backups"
DATE=$(date +%Y%m%d)

# Upload PostgreSQL backup
aws s3 cp "${BACKUP_DIR}/postgres/" "${S3_BUCKET}/postgres/${DATE}/" \
  --recursive --storage-class STANDARD_IA \
  --sse AES256

# Upload MySQL backup
aws s3 cp "${BACKUP_DIR}/mysql/" "${S3_BUCKET}/mysql/${DATE}/" \
  --recursive --storage-class STANDARD_IA \
  --sse AES256

# Upload MongoDB backup
aws s3 cp "${BACKUP_DIR}/mongodb/" "${S3_BUCKET}/mongodb/${DATE}/" \
  --recursive --storage-class STANDARD_IA \
  --sse AES256

echo "[$(date)] S3 upload complete for ${DATE}"

保持用の S3 ライフサイクルポリシー

{
  "Rules": [
    {
      "ID": "BackupRetention",
      "Status": "Enabled",
      "Filter": { "Prefix": "" },
      "Transitions": [
        { "Days": 30, "StorageClass": "GLACIER" }
      ],
      "Expiration": { "Days": 365 }
    }
  ]
}

aws s3api put-bucket-lifecycle-configuration \
  --bucket my-backups \
  --lifecycle-configuration file://lifecycle.json

Restic によるバックアップ（暗号化、重複排除）

# Initialize a restic repository on S3
export AWS_ACCESS_KEY_ID="AKIA..."
export AWS_SECRET_ACCESS_KEY="..."
export RESTIC_PASSWORD="strong_encryption_password"
export RESTIC_REPOSITORY="s3:s3.amazonaws.com/my-backups-restic"

restic init

# Backup the local backup directory
restic backup /backups/postgres /backups/mysql /backups/mongodb

# List snapshots
restic snapshots

# Prune old snapshots — keep 7 daily, 4 weekly, 6 monthly
restic forget --keep-daily 7 --keep-weekly 4 --keep-monthly 6 --prune

# Restore a snapshot
restic restore latest --target /restore/

Cron のスケジュール

# /etc/cron.d/db-backups

# PostgreSQL: nightly at 02:00
0 2 * * * backup /opt/scripts/pg_backup.sh >> /var/log/backup-pg.log 2>&1

# MySQL: nightly at 02:30
30 2 * * * backup /opt/scripts/mysql_backup.sh >> /var/log/backup-mysql.log 2>&1

# MongoDB: nightly at 03:00
0 3 * * * backup /opt/scripts/mongo_backup.sh >> /var/log/backup-mongo.log 2>&1

# Upload to S3: daily at 04:00
0 4 * * * backup /opt/scripts/s3_upload.sh >> /var/log/backup-s3.log 2>&1

# Local cleanup: keep 7 days of local backups
0 5 * * * backup find /backups -type f -mtime +7 -delete >> /var/log/backup-cleanup.log 2>&1

# Restic prune: weekly on Sunday at 06:00
0 6 * * 0 backup /opt/scripts/restic_prune.sh >> /var/log/backup-restic.log 2>&1

復旧の自動テスト

#!/bin/bash
# verify_backup.sh — weekly restore test
set -euo pipefail

BACKUP_FILE=$(ls -t /backups/postgres/mydb_*.dump | head -1)

echo "[$(date)] Starting backup verification with $BACKUP_FILE"

# Spin up a temporary PostgreSQL container
docker run -d --name pg-restore-test \
  -e POSTGRES_USER=testuser \
  -e POSTGRES_PASSWORD=testpass \
  -e POSTGRES_DB=testdb \
  postgres:16-alpine

# Wait for container to be ready
sleep 5
until docker exec pg-restore-test pg_isready -U testuser; do
  sleep 2
done

# Copy backup into container and restore
docker cp "$BACKUP_FILE" pg-restore-test:/tmp/backup.dump
docker exec pg-restore-test pg_restore -U testuser -d testdb --clean --if-exists /tmp/backup.dump

# Run verification queries
USERS_COUNT=$(docker exec pg-restore-test psql -U testuser -d testdb -tAc "SELECT COUNT(*) FROM users;")
ORDERS_COUNT=$(docker exec pg-restore-test psql -U testuser -d testdb -tAc "SELECT COUNT(*) FROM orders;")

echo "[$(date)] Verification: users=$USERS_COUNT, orders=$ORDERS_COUNT"

# Cleanup
docker rm -f pg-restore-test

# Alert on failure
if [ "$USERS_COUNT" -lt 1 ]; then
  echo "ALERT: Backup verification failed — users table is empty" >&2
  exit 1
fi

echo "[$(date)] Backup verification PASSED"

統合バックアップスクリプト

#!/bin/bash
# backup_all.sh — unified backup orchestrator
set -euo pipefail

LOG="/var/log/backup-all.log"
ALERT_EMAIL="[email protected]"
ERRORS=0

log() { echo "[$(date '+%F %T')] $*" | tee -a "$LOG"; }

run_backup() {
  local name="$1" script="$2"
  log "Starting $name backup..."
  if bash "$script" >> "$LOG" 2>&1; then
    log "$name backup succeeded."
  else
    log "ERROR: $name backup FAILED."
    ERRORS=$((ERRORS + 1))
  fi
}

run_backup "PostgreSQL" /opt/scripts/pg_backup.sh
run_backup "MySQL"      /opt/scripts/mysql_backup.sh
run_backup "MongoDB"    /opt/scripts/mongo_backup.sh
run_backup "S3 Upload"  /opt/scripts/s3_upload.sh

if [ "$ERRORS" -gt 0 ]; then
  log "Backup run completed with $ERRORS error(s). Sending alert."
  mail -s "BACKUP ALERT: $ERRORS failure(s)" "$ALERT_EMAIL" < "$LOG"
  exit 1
fi

log "All backups completed successfully."

ベストプラクティス

• 3-2-1 ルール：データのコピーを 3 つ、異なる種類のメディアに 2 つ、オフサイトに 1 つ保管します。
• 保存時のバックアップを暗号化する：暗号化機能を内蔵した restic、AWS SSE、または gpg を使用します。
• 定期的に復元をテストする：一度も復元したことのないバックアップは、バックアップではありません。
• バックアップジョブを監視する：失敗があればすぐにアラートを出します。通知のない cron ジョブに頼らないでください。
• RTO と RPO を文書化する：各データベースの目標復旧時間と目標復旧時点を定めます。
• バックアップスクリプトをバージョン管理する：インフラストラクチャのコードと一緒に Git に保存します。
• --single-transaction を使用する：一貫性のあるスナップショットを取得するため、MySQL と PostgreSQL の論理バックアップで使用します。
• バックアップ用の認証情報を分ける：バックアップ専用の読み取り専用データベースユーザーを使用します。

トラブルシューティング

症状	考えられる原因	解決方法
pg_dump: too many clients	バックアップ接続がアプリケーションの接続プールと競合している	トラフィックの少ない時間帯に実行します。バックアップユーザー用に max_connections を 5 増やします
大きなテーブルで mysqldump が停止する	テーブルロックの競合	--single-transaction（InnoDB）を使用するか、メンテナンス時間帯に実行します
レプリカ上で mongodump が遅い	高負荷時にセカンダリから読み取っている	--readPreference=secondaryPreferred を使用し、ピーク時以外に実行します
タイムアウトで S3 へのアップロードが失敗する	低速な接続で大きなファイルを転送している	aws s3 cp --expected-size または aws s3api によるマルチパートアップロードを使用します
Restic の prune に数時間かかる	スナップショットが蓄積しすぎている	restic forget --prune をより頻繁に実行し、スナップショット数を制限します
「role does not exist」というエラーで復元に失敗する	バックアップにロール依存のオブジェクトが含まれている	先にロールを作成するか、復元時に --no-owner --no-privileges を使用します

関連スキル

• postgresql - PostgreSQL の管理と pg_dump の詳細
• mysql - MySQL の管理と mysqldump の詳細
• mongodb - MongoDB の管理と mongodump の詳細
• redis - Redis の RDB／AOF 永続化とバックアップ