AWS 专题学习 P3 (RDS、Aurora、ElastiCache)

本文主要是介绍AWS 专题学习 P3 (RDS、Aurora、ElastiCache)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

1. Amazon RDS Overview
- RDS v.s. 在 EC2 上部署数据库
- RDS — Storage Auto Scaling
- RDS Read Replicas
- - Read Scalability
  - Use Cases
  - Network Cost
- RDS 多可用区（灾难恢复）
- RDS — 从单可用区到多可用区
- RDS Custom
2. Amazon Aurora
- Aurora 高可用性和只读扩展
- Aurora 数据库集群
- Aurora 的特点
- Aurora Replicas - Auto Scaling
- Aurora – 自定义端点
- Aurora Serverless
- Aurora Multi-Master
- Global Aurora
- Aurora 机器学习
3. Backups
- RDS 备份
- Aurora 备份
- RDS 和 Aurora 还原选项
- Aurora 数据库克隆
4. RDS & Aurora Security
5. Amazon RDS Proxy
6. Amazon Elasticache
- 概述
- ElastiCache 解决方案架构 - DB缓存
- ElastiCache 解决方案架构 - 用户会话存储
- ElastiCache - Redis vs Memcach
- Elasticache - 缓存安全性
- Patterns for ElastiCache
- Elasticache - Redis用例

1. Amazon RDS Overview

RDS 代表关系型数据库服务
它是一种托管数据库服务，用于使用SQL 作为查询语言的数据库。
它允许您在云中创建由 AWS 管理的数据库
- Postgres
- MySQL
- MariaDB
- Oracle
- Microsoft SQL Server
- Aurora（AWS 专有数据库）

RDS v.s. 在 EC2 上部署数据库

RDS 是一项托管服务：
- 自动配置、操作系统修补
- 持续备份和恢复到指定时间戳（时间点恢复）
- 监控仪表板
- 读取副本以提高读取性能
- DR（灾难恢复）的多可用区设置
- 升级维护窗口
- 缩放能力（垂直 & 水平）
- EBS 支持的存储（gp2 或 io1）
但是不能通过 SSH 直接连接到 RDS 实例

RDS — Storage Auto Scaling

可以动态增加 RDS 数据库实例上的存储
当 RDS 检测到数据库可用存储空间不足时，它会自动扩展
避免手动扩展数据库存储
必须设置最大存储阈值（数据库存储的最大限制）
在以下情况下自动修改存储：
- 免费存储空间少于分配存储空间的 10%
- 低存储至少持续 5 分钟
- 自上次修改以来已过去 6 小时
适用于具有不可预测工作负载的应用程序
支持所有 RDS 数据库引擎（MariaDB、MySQL、PostgreSQL、SQL Server、Oracle）

RDS Read Replicas

Read Scalability

最多 5 个只读副本
AZ 内、跨 AZ 或跨 Region
复制是异步的，因此读取是最终一致的
副本可以提升到它们自己的数据库
应用程序必须修改连接地址字符串以利用只读副本

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Use Cases

已存在一个正常负载的生产数据库
想使用一个报告应用程序来运行一些分析
创建一个只读副本以运行新的工作负载
希望生产应用不受影响
只读副本仅用于 SELECT (=read) 类型的语句（不是 INSERT、UPDATE、DELETE）

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Network Cost

在 AWS 中，当数据 跨 AZ 传输 时会产生网络成本
对于同一 Regoin 内的 RDS 只读副本，无需支付该费用

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RDS 多可用区（灾难恢复）

SYNC replication
一个 DNS 名称 – 自动将应用故障转移到待机状态
提高可用性
在 AZ 丢失、网络丢失、实例或存储出现故障时进行故障转移
无需手动干预应用程序
不用于缩放
注意：只读副本需要被设置为用于灾难恢复 (DR) 的多可用区

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RDS — 从单可用区到多可用区

零停机操作（无需停止数据库）
只需点击数据库的“修改”
以下情况在内部发生：
- 拍摄快照
- 从新 AZ 中的快照恢复新数据库
- 在两个数据库之间建立同步

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RDS Custom

通过操作系统和数据库定制管理 Oracle 和 Microsoft SQL Server 数据库
RDS：自动设置、操作和扩展 AWS 中的数据库
Custom：访问底层数据库和操作系统，这样就可以：
- 配置设置
- 安装补丁
- 启用原生功能
- 使用 SSH 或 SSM 会话管理器访问底层 EC2 实例
停用自动模式以应用程序自定义配置，在这之前最好生成一份数据库快照
RDS vs RDS custom
- RDS：整个数据库和由AWS管理的操作系统
- RDS Custom：对底层操作系统和数据库的完全管理员访问权限

2. Amazon Aurora

Aurora 是 AWS 的专有技术（非开源）
Postgres 和 MySQL 都作为 Aurora DB 得到支持（这意味着您的驱动程序将像 Aurora 是 Postgres 或 MySQL 数据库一样工作）
Aurora 是“AWS 云优化”并声称 RDS 上的 MySQL 性能提高了 5 倍，RDS 上 Postgres 的性能提高了 3 倍以上
Aurora 存储以 10GB 的增量自动增长，最高可达 128TB。
Aurora 可以有 15 个副本，而 MySQL 有 5 个，并且复制过程更快（低于 10 毫秒的副本滞后）
Aurora 中的故障转移是即时的。它是 HA（高可用性）原生的。
Aurora 的成本高于 RDS（高出 20%）— 但效率更高

Aurora 高可用性和只读扩展

跨 3 个可用区的 6 个数据副本：
- 写入所需的 6 个副本中有 4 个副本
- 6 份中的 3 份需要读取
- 通过点对点复制进行自我修复
- 存储跨 100 多个卷条带化
一个 Aurora 实例进行写入（主节点）
在不到 30 秒内完成主服务器的自动故障转移
Master + 最多 15 个 Aurora Read Replicas 服务读取
支持跨区域复制

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Aurora 数据库集群

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Aurora 的特点

自动故障转移
备份和恢复
隔离和安全
行业合规
一键缩放
零停机自动补丁
高级监控
例行维修
回溯：在任何时间点恢复数据而不使用备份

Aurora Replicas - Auto Scaling

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Aurora – 自定义端点

将 Aurora 实例的子集定义为自定义端点
示例：对特定副本运行分析查询
Reader Endpoint 通常在定义 Custom Endpoints 后不使用

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Aurora Serverless

基于实际使用情况的自动数据库实例化和自动缩放
适用于不频繁、间歇性或不可预测的工作负载
无需容量规划
按秒付费，更划算

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Aurora Multi-Master

如果您希望写入节点 (HA) 立即进行故障转移
每个节点都进行 R/W
对比将 RR 提升为新的主节点

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Global Aurora

Aurora 跨区域只读副本：
- 对灾难恢复有用
- 安装简单
Aurora 全球数据库（推荐）：
- 1 个主要区域（读/写）
- 最多 5 个次要（只读）区域，复制延迟小于 1 秒
- 每个次要区域最多 16 个只读副本
- 有助于减少延迟
- 提升另一个区域（用于灾难恢复）的 RTO 小于 1 分钟
- 典型的跨区域复制不到 1 秒

Aurora 机器学习

使您能够通过 SQL 将基于 ML 的预测添加到您的应用程序
Aurora 和 AWS ML 服务之间简单、优化和安全的集成
支持的服务
- Amazon SageMaker（与任何 ML 模型一起使用）
- Amazon Comprehend（用于情绪分析）
您无需具备机器学习经验
用例：欺诈检测、广告定位、情绪分析、产品推荐

3. Backups

RDS 备份

自动备份：
数据库的每日完整备份（在备份窗口期间）
RDS 每 5 分钟备份一次事务日志
=> 能够恢复到任何时间点（从最旧的备份到 5 分钟前）
1 到 35 天的保留，设置为 0 以禁用自动备份
手动数据库快照
由用户手动触发
备份保留时间不限
技巧：在停止的RDS 数据库中，您仍然需要为存储付费。如果您打算长时间停止它，您应该改为快照和恢复

Aurora 备份

自动备份
1 到 35 天（无法禁用）
该时间范围内的时间点恢复
手动数据库快照
由用户手动触发
备份保留时间不限

RDS 和 Aurora 还原选项

还原 RDS/Aurora 备份或快照创建新数据库
从 S3 恢复 MySQL RDS 数据库
创建本地数据库的备份
将其存储在 Amazon S3（对象存储）上
将备份文件还原到运行 MySQL 的新 RDS 实例上
从 S3 恢复 MySQL Aurora 集群
使用 Percona XtraBackup 创建本地数据库的备份
将备份文件存储在 Amazon S3 上
将备份文件还原到运行 MySQL 的新 Aurora 集群上

Aurora 数据库克隆

从现有数据库集群创建新的 Aurora 数据库集群
比快照和恢复更快
新数据库集群使用与原始集群相同的集群卷和数据，但会在进行数据更新时发生变化
非常快速且具有成本效益
有助于在不影响生产数据库的情况下从“生产”数据库创建“暂存”数据库

4. RDS & Aurora Security

静态加密：
使用 AWS KMS 的数据库主副本加密 – 必须定义为启动时间
如果主节点未加密，则只读副本无法加密
要加密未加密的数据库，请查看数据库快照并恢复为加密状态
动态加密：默认情况下 TLS 就绪，使用 AWSTLS 根证书客户端
IAM 身份验证：连接到您的数据库的 IAM 角色（而不是用户名/密码）
安全组：控制对您的 RDS / Aurora 数据库的网络访问
除 RDS Custom 外，没有可用的 SSH
可以启用审计日志并将其发送到 CloudWatch Logs 以便保留更长时间

5. Amazon RDS Proxy

RDS 的完全管理的数据库代理
允许应用程序汇总并共享与数据库建立的 DB 连接
通过减少数据库资源的压力（例如CPU，RAM）来提高数据库效率，并最大程度地减少开放连接（以及超时）
无服务器，自动化，高度可用（多功率）
将 RDS 和 Aurora 故障转移时间减少了66％
支持RDS（MySQL，PostgreSQL，Mariadb）和Aurora（MySQL，PostgreSQL）
大多数应用程序无需更改代码
对 DB 执行 IAM 身份验证，并在 AWS Secrets Manager 中安全存储凭据
RDS 代理永远无法公开访问（必须从VPC访问）

6. Amazon Elasticache

概述

RDS 的方式是获得托管的关系数据库…
Elasticache 是要管理 Redis 或 Memcach
缓存是内存数据库，具有非常高的性能，低延迟
有助于减少数据库的负载，以读取密集工作负载
有助于使您的申请无状态
AWS 负责 OS 维护 /修补，优化，设置，配置，监视，故障恢复和备份
使用 Elasticache 涉及重型应用程序代码更改

ElastiCache 解决方案架构 - DB缓存

应用程序查询 Elasticache（如果不可用的话）从 RDS 获取并存储在 Elasticache 中。
有助于减轻 RDS 的负载
缓存必须具有无效策略，以确保其中仅使用最新数据。

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ElastiCache 解决方案架构 - 用户会话存储

用户登录到任何应用程序
应用程序将会话数据写入 Elasticache
用户击中了我们应用程序的另一个实例
实例检索数据，用户已经登录

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ElastiCache - Redis vs Memcach

Redis	MemCached
- 自动禁用的多 AZ - 阅读副本以扩展读取并具有高可用性 - 使用 AOF 持久性的数据耐用性 - 备份和还原功能	- 用于分区数据的多节点（碎片） - 没有高可用性（复制） - 非持久 - 没有备份和还原 - 多线程体系结构