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Study Jam:數據與 AI 基礎 — 第 1/12 篇

Cloud SQL for PostgreSQL 管理實作

Cloud SQL for PostgreSQL 管理實作

課程概述

Cloud SQL 是 Google Cloud 的全代管關聯式資料庫服務,支援 MySQL、PostgreSQL 與 SQL Server。這門課以實作為主,帶你從零建立一個 Cloud SQL for PostgreSQL 實例,並把日常管理會用到的核心操作都跑過一遍。如果你要在雲端跑關聯式資料庫,Cloud SQL 通常是最快上手、維運又最省事的選擇。

Cloud SQL for PostgreSQL 高可用與復原架構:應用經 Auth Proxy 或私有 VPC 連入跨可用區主要與備用實例,同步複寫支援自動容錯移轉,備份快照可做時間點還原,讀取副本分擔查詢

生產環境的四道保護:安全連線隔離存取、跨 Zone 同步複寫、自動容錯移轉,以及備份搭配時間點還原;讀取副本則另外承接唯讀流量。Google 管理修補、備份與切換,應用端專注在結構與查詢。

你將學到

  • 透過 Cloud Console 與 gcloud CLI 建立 Cloud SQL for PostgreSQL 實例
  • 使用 Cloud Shell 連線到資料庫並執行 SQL 查詢
  • 設定自動備份與時間點還原(Point-in-time Recovery)
  • 啟用高可用性(HA)配置與容錯移轉機制
  • 管理資料庫使用者與連線安全性

核心概念

Cloud SQL 的定位

Cloud SQL 屬於 Google Cloud 的 PaaS 層資料庫服務。和在 Compute Engine 上自己架 PostgreSQL 比起來,修補程式更新、備份、複寫、容錯移轉這些雜事都由 Google 包辦,你只要顧好資料庫結構設計跟查詢效能調校就行。

實例層級與效能

Cloud SQL 的機器類型很多,從開發用的 db-f1-micro,到生產用的高記憶體機型都有。挑的時候要看連線數上限、儲存空間 IOPS,還有 CPU / 記憶體需求。生產環境建議至少選 db-custom-2-8192(2 vCPU / 8 GB RAM)以上的規格。

高可用性架構

啟用 HA 後,Cloud SQL 會在同一區域的不同可用區(Zone)建一個備用實例。主要實例掛掉時,系統會自動切到備用實例,停機時間通常在 60 秒以內。HA 大概會讓成本多一倍,但生產環境很需要它。

Cloud SQL 高可用性、備份、時間點復原與讀取副本的目的比較:HA 處理區域內故障切換,備份與 PITR 處理資料復原,讀取副本分擔讀取流量

四種能力解決不同風險:HA 縮短基礎設施故障的停機時間,備份與 PITR 回復誤刪或錯誤寫入,讀取副本則擴充讀取能力;讀取副本不能取代備份或 HA。

連線方式

Cloud SQL 支援三種主要連線方式:

  1. Cloud SQL Auth Proxy — 最推薦的方式,自動處理 SSL 與 IAM 驗證
  2. 私有 IP — 透過 VPC 對等互連,延遲最低
  3. 公有 IP + 授權網路 — 簡單但安全性較低,僅建議用於開發環境
Cloud SQL 三種連線路徑比較:應用程式透過 Auth Proxy 或 Connector、VPC 私有 IP,以及受限制的公有 IP 連入資料庫

連線設計先分清楚身分與網路:Auth Proxy/Connector 負責 IAM 驗證與加密通道,私有 IP 把流量留在 VPC;若必須使用公有 IP,仍要限制授權網路並縮小資料庫權限。

HA、PITR、Read Replica 與連線排錯解決的是四種不同問題。先分類事件,再用應用健康與資料一致性驗證結果,避免在壓力下採用錯誤的復原手段。

實作重點

  • 建立實例時務必選擇與應用程式相同的區域,以降低網路延遲
  • 使用 gcloud sql instances create 指令可加入 --database-version=POSTGRES_15 指定版本
  • 備份保留天數預設為 7 天,可透過 --backup-start-time 指定備份時段避開尖峰
  • 常見錯誤:忘記在 Cloud SQL 實例上啟用所需的 flag(例如 cloudsql.enable_pgaudit
  • 連線字串格式:postgresql://USER:PASSWORD@HOST:5432/DATABASE

Skill Badge 指引

Lab 連結Create and Manage Cloud SQL for PostgreSQL Instances — 完成此 lab 可獲得 Skill Badge

延伸學習

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