[AWS] 6. AWS 基础：RDS（关系型数据库服务）+ Amazon Aurora + ElastiCache

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什么是 Amazon RDS？

• RDS = 关系数据库服务 – 一项完全托管的数据库服务，使用 SQL 作为查询语言。
• 让您能够在 AWS 云中创建、运行和扩展关系型数据库，而无需处理底层基础设施。

支持的引擎

核心托管服务功能

• 自动化供应与操作系统补丁
• 持续备份 → 时间点恢复 (PITR)
• 监控仪表板 (CloudWatch)
• 只读副本 – 提升读取性能
• 多可用区部署 – 灾难恢复 (DR)
• 维护窗口 用于升级
• 垂直与水平扩展
• 基于 EBS 的存储

注意： 您无法直接 SSH 进入标准 RDS 实例。

存储自动扩展

• RDS 可以在可用空间低于阈值时 动态增加存储。
• 最大存储阈值 必须设置（上限）。
• 当满足 所有 条件时，自动扩展触发：
  1. 可用存储低于定义的阈值。

网络费用： AZ 之间的数据传输会产生费用，但 同区域 副本流量是免费的。

Multi‑AZ (Synchronous) Replication

• 提供一个 单一 DNS 名称，可自动故障转移到备用实例。
• 提高可用性；无需更改应用程序。
• 不用于扩展读取。
• 可与只读副本结合用于灾难恢复（DR）。

Zero‑Downtime Modification

1. 在控制台中点击 Modify。
2. RDS 会创建快照。
3. 在不同的可用区恢复一个新数据库。
4. 同步两个实例。

RDS Custom 与 标准 RDS

提示: 在自定义之前请先停用自动化模式；先创建快照。

Amazon Aurora

• 专有、云优化 引擎（兼容 PostgreSQL 与 MySQL）。
• 声称在 RDS 上 MySQL 性能提升 5×，PostgreSQL 性能提升 3×。
• 存储 自动以 10 GB 为增量扩展，最高可达 256 TB。
• 最多 15 个只读副本，复制延迟低于 10 ms。
• 瞬时故障转移（原生高可用）。

架构要点

• 6 份 数据分布在 3 个可用区：
  • 写入时保留 4 份副本
  • 读取时保留 3 份副本
• 点对点复制 → 自我修复。
• 数据在数百个卷上条带化存储。

功能

• 自动故障转移

提示： 即使是已停止的 RDS 实例也会产生存储费用。如果您计划长时间停止实例，请 快照并恢复，而不是保持停止状态。

还原备份

RDS / Aurora 备份 → 新数据库实例

1. 为您的 本地 数据库创建备份。
2. 将备份存储在 Amazon S3（对象存储）上。
3. 将备份文件恢复到运行 MySQL 的 新 RDS 实例 上。

Aurora 集群 → 新集群（从 S3）

1. 使用 Percona XtraBackup（或其他工具）备份本地数据库。
2. 将备份文件存储在 Amazon S3 上。
3. 将文件恢复到运行 MySQL 的 新 Aurora 集群 上。

克隆现有 Aurora DB 集群

• 比快照 & 恢复更快，因为它使用 写时复制 协议。
• 新集群最初共享相同的数据卷（没有数据复制）。
• 当新集群被更新时，会分配额外存储并复制数据，使两个集群独立。
• 使用场景： 从生产环境创建 “预演” 数据库，而不影响生产工作负载。

加密

静态加密

• 数据库主实例和副本使用 AWS KMS 加密（必须在创建时定义）。
• 如果主实例 未加密，则只读副本 无法加密。
• 对已有未加密的数据库进行加密：
  1. 创建 DB 快照。
  2. 恢复 快照并启用加密。

传输中加密

• TLS 默认 已启用；客户端请使用 AWS TLS 根证书。

身份验证与访问控制

• IAM 身份验证: 使用 IAM 角色代替传统的用户名/密码。
• 安全组: 控制对 RDS/Aurora 实例的网络访问。
• SSH 访问: 除 RDS Custom 外不可用。

审计与监控

• 启用 审计日志 并将其转发到 CloudWatch Logs 以实现更长的保留期限。

RDS Proxy

• 完全托管的 RDS/Aurora 数据库代理。
• 优势：
  • 对数据库连接进行池化和共享，降低 CPU/RAM 负载和连接超时。
  • 无服务器、自动扩展、高可用（多可用区）。
  • 将故障转移时间缩短最多 66 %。
• 支持的数据库：
  • RDS（MySQL、PostgreSQL、MariaDB、MSSQL Server）
  • Aurora（MySQL、PostgreSQL）
• 大多数应用无需更改代码。
• 强制使用 IAM 身份验证，并在 AWS Secrets Manager 中安全存储凭证。
• 永不公开访问——只能在 VPC 内部访问。

托管缓存：ElastiCache

ElastiCache 的 IAM 策略

• 仅用于 AWS API 级别的安全（例如，创建/修改集群）。

Redis

• AUTH: 在创建 Redis 集群时设置密码/令牌，以提供额外的安全层（除了安全组之外）。
• Encryption in transit: 支持 SSL/TLS。

常见用例

• 游戏排行榜: 使用 Sorted Sets 实现唯一、有序的元素以及实时排名。

Memcached

• 支持基于 SASL 的身份验证（高级）。

缓存策略

引用: “计算机科学中只有两件难事：缓存失效和命名。”

重要端口

你不需要记住每个数字；只需能够区分“重要”端口（例如，HTTPS 443）和“RDS 数据库”端口（例如，PostgreSQL 5432）。