自行管理的 MySQL 与 Cloud SQL for MySQL

MySQL 是全球最受欢迎的开源关系型数据库之一。它之所以流行，其中一个原因是它能够以多种方式托管和管理数据库，从而满足用户的工作负载要求。用户可以选择将数据库设置为本地自行管理、在云虚拟机中自行管理，或使用云服务提供商的全代管式产品。本文重点介绍自行管理的 MySQL 选项和全代管式解决方案，即 Google Cloud 提供的 Cloud SQL for MySQL。本文还将介绍每个选项的优缺点。

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自行管理的 MySQL

自行管理的 MySQL 选项意味着用户（大多数情况下是数据库管理员）负责数据库、操作系统 (OS)、网络、存储、虚拟机 (VM) 实例以及托管数据库实例和服务器的硬件的大部分设置、安装、配置和维护活动。通过利用云服务提供商（如 Google Cloud），您可以更轻松地完成其中一些任务，例如硬件、虚拟机实例、存储、网络和操作系统任务。无论用户是自行管理本地数据库还是在云端自行管理，都需要负责一些重要数据库管理任务，以确保系统顺畅运行。下面列出了这些任务。

可用性：硬件和软件组件不可避免地会发生故障。不过，在设计系统时应使其能够承受硬件和软件故障，并确保数据库、服务器和应用的持续可用性。

数据库维护：在自行管理的 MySQL 选项中，用户需要使用最新版本的软件更新应用堆栈的各个层，决定支持生命周期结束、不受支持或旧版本的硬件、操作系统和其他软件。此外，用户需要定期安装软件、操作系统和 MySQL 补丁，同时确保数据库正常运行，而不会出现重大中断。

可伸缩性：随着应用使用量的增加，对改善数据库性能的需求也会增加。类似地，为了支持大量工作负载或客户群，硬件资源也需要进行纵向扩容或横向扩容。对于自行管理的 MySQL，用户需承担此责任。在本地环境中扩缩硬件资源是一项非常耗时且复杂的活动，有时会导致系统停机。
安全性：近来，安全性已经成为最重要的一个方面，横跨数据库系统的多层，从物理上确保硬件安全配置网络防火墙、保护数据库连接等。这些是复杂的活动，在自行管理设置方面需要大量的工作和专业知识。

监控：除了设置、安装和配置 MySQL 之外，用户还需要关注监控所有堆栈层的各个组件，例如在硬件级别、操作系统和 MySQL 中进行监控，以及在发生故障时采取纠正措施。

下图显示了用户在选择自行管理设置时的责任。虽然 Google Cloud 上的自行管理减少了与硬件、计算、网络和存储相关的一些任务，但堆栈剩余层的管理仍由用户负责。数据库管理员和应用开发者仍必须花费足够的时间、精力和资源来管理 MySQL。

Cloud SQL for MySQL 是什么？

Cloud SQL 是一项全代管式数据库服务，可让您轻松地在 Google Cloud 上设置配置、维护、管理和控制 MySQL、PostgreSQL 和 SQL Server 数据库。Cloud SQL 可管理硬件、网络、操作系统、安全、监控、维护、可用性和扩缩 MySQL 数据库的所有方面。用户可以不必关注所有这些责任，而专注于应用开发并为客户带来价值。

下图与上图类似，显示了管理 MySQL 数据库各个层所涉及的任务，唯一的区别在于 Cloud SQL 代表用户管理的所有任务以蓝色表示。

除了管理如上所示的许多任务之外，Cloud SQL 还提供自行管理环境中不提供的各种功能和解决方案。下面列出了 Cloud SQL 提供的一些主要功能。

可靠性：备份和恢复是数据库管理中最重要的活动。Cloud SQL 提供自动备份和按需备份功能，您可以使用它们在数据库损坏、发生灾难或意外修改数据时将数据库恢复到某个时间点。

可用性：Cloud SQL 通过实例化跨多个可用区托管数据库的多台服务器来提供高可用性，并具有自动故障切换功能，以在虚拟机或数据中心出现故障时提供高可用性。Cloud SQL 保证在全球任何地方的可用性都超过 99.95%。

除了高可用性功能之外，Cloud SQL 还提供全天候站点可靠性工程 (SRE) 团队，负责确保 Cloud SQL for MySQL 数据库实例在 Google Cloud 上的可靠性。

跨区域读取副本是另一种功能，可在发生任何故障时用作灾难恢复机制。借助该功能，用户可以在其他网站（区域）中快速启动受影响的数据库，同时尽量减少对业务的影响。

可伸缩性：Cloud SQL 支持创建 MySQL 读取副本（例如位于同一区域或远程区域的其他 MySQL 只读实例），这些实例允许处理来自副本以及主实例的请求，从而提供更好的读取性能。读取副本还可用于报告用途，可在满足业务需求后销毁。

Cloud SQL 支持在 MySQL 实例上对资源（CPU、内存和存储空间）进行纵向扩容和纵向缩容，停机时间非常短。然而，对于自行管理的设置，这些复杂的活动需要大量的工作、专业知识和规划。

安全性：Cloud SQL for MySQL 数据库服务器位于 Google Cloud 安全的数据中心内，可确保较高级别的安全性。此外，Google Cloud 还提供与 Virtual Private Cloud 的专用连接，以及受防火墙保护并由用户控制的网络访问机制，这可以确保用户数据库服务器不受恶意操作者的影响。

安全的另一个方面是遵守安全法规。Cloud SQL 符合许多公认的法规，例如 SSAE 16、ISO 27001、PCI DSS 和 HIPAA。

借助 Cloud SQL，您可以通过 IAM 集成管理用户及其对数据库的访问权限。此集成可为 Google Cloud 用户管理授权和身份验证，并提供对特定 Google Cloud 资源的精细访问权限，从而防止对数据库的未经授权的访问。此外，Cloud SQL 还提供用于控制 Cloud SQL 资源访问权限的预定义角色，使身份和访问权限控制变得简单易行。

Cloud SQL 的另一个安全功能是对静态数据和传输中的数据进行加密，确保未经授权的用户无法访问用户数据。

Cloud SQL 为数据库用户提供了密码验证功能，可让客户针对密码复杂度、最短密码长度、密码更改间隔以及在实例级别的密码中使用用户名来定义密码政策。客户还可以在个人用户级别为密码失效天数、失败的尝试次数和旧的密码更改要求定义政策。Cloud SQL 的这些功能提供了安全性合规性最佳实践，并降低了未经授权访问关键数据的风险。

Cloud SQL 还提供了使用审核日志插件来审核 MySQL 数据库上的操作的方式。通过审核日志，您可以深入了解谁执行了什么操作、对哪个对象执行了什么操作以及何时执行了操作。借助数据库审核，您可以跟踪数据库中的特定用户操作，例如表更新、读取查询、用户特权授予等。

可观测性：Cloud SQL 提供了各种监控解决方案，其开箱即用指标列表也在不断增加，可帮助您深入了解数据库的状态。用户可以使用指标来创建提醒，让管理员了解数据库的健康状况。

Cloud SQL 还提供了 Query Insights 和 Recommender 等功能，让用户能够排查和识别查询或工作负载的性能瓶颈。这些功能很难在自行管理的 MySQL 环境中实现。

集成：Cloud SQL 可让您轻松连接到网络并与 Google Cloud 中的其他服务集成，例如 Google Kubernetes Engine、Compute Engine 和 Cloud Run，从而轻松开发深度集成的解决方案。 Cloud SQL 还提供与 BigQuery 和 Looker 的原生集成，可用于 Cloud SQL 中的数据分析处理。

修补：作为一项代管式服务，Cloud SQL 会自动更新实例以确保底层硬件和操作系统可靠、性能出色、安全、保持最新状态。其中大部分更新都在 Cloud SQL 实例启动和运行期间执行。但是，某些系统更新可能需要短暂中断服务，用户可以针对升级活动定义维护窗口。

版本升级：Cloud SQL 还提供自动升级数据库 (MySQL) 版本。用户还可以通过将数据迁移到更高版本的实例来升级主要版本。

如何在 Cloud SQL for MySQL 中创建 MySQL 数据库实例？

点击此处了解如何在 Cloud SQL 中创建 MySQL 实例。

自行管理的 MySQL 的优缺点

优点

能够使用 MySQL 生态系统中的任何 MySQL 分支（如 MariaDB 或 Percona）设置 MySQL。
可灵活配置 MySQL 并对其进行设置，因为用户可以完全控制实例、资源和操作系统。此外，用户可以使用自己选择的操作系统，根据需要配置操作系统，并根据需要配置 MySQL（没有任何限制）。
用户不受 Cloud SQL 限制（例如存储空间上限 64 TB）的约束。用户可能会超出 64 TB 存储空间上限，并使用高得多的计算基础架构来托管 MySQL。
用户拥有对 MySQL 实例的完整访问权限（包括 SUPER 特权），并且拥有操作系统的完整权限（包括 sudo 权限）。
即使不受 Cloud SQL 支持，用户也可以根据其要求设置高可用性和复制拓扑。

缺点

用户负责在本地环境中管理复杂的硬件基础架构、网络和数据中心运营。即使在云端自行管理 MySQL，用户也需要应对设置复杂性、永久性磁盘和实例的配置问题，同时需要设计和管理高可用性集群、安全性、灾难恢复和可伸缩性。
及时更新数据库版本、操作系统版本和硬件系统，使其包含最新的补丁，以避免 bug 和安全漏洞，这样可能需要大量费用、资源、复杂性和停机时间。
在设置数据库时，用户必须在所有层（而不仅仅是数据库本身）中配置和管理安全性。例如，确保使用 SSL 对传输中的连接进行加密，使证书保持最新状态，对静态数据进行加密，以及管理用户和服务帐号对数据库的登录访问权限。
为确保实例的可用性，必须监控数据库系统的各个层是否存在故障。用户需要花费额外的资源来设置和配置监控工具。必须定义提醒，以便在发生错误时获得通知，并且需要采取纠正措施来解决所有故障。
用户需要花费大量的时间、资源和精力来设置和管理数据库，而不是关注应用开发。

Cloud SQL for MySQL 的优缺点

优点

Cloud SQL for MySQL 提供方便用户使用的界面，可供您为开发者和工程师创建、管理、访问和监控 MySQL 数据库，即使是对于不具备数据库专业知识的人士也能轻松上手。为了快速上手，Cloud SQL 还提供了一种将现有 MySQL 数据库从本地或其他云迁移到 Google Cloud 的 Cloud SQL for MySQL 的简单方法。
Cloud SQL for MySQL 提供了托管 MySQL 数据库所需的一组丰富功能，适用于从微型网站数据库到高度关键和庞大的企业应用、游戏应用以及分析用例数据的各种应用。用户可以利用这些丰富的功能构建高度可靠且可伸缩的应用。
Cloud SQL 与用户共同承担安全责任。Cloud SQL 可确保较低级别的基础架构和网络的安全性，使用户能够专注于配置和开发更高级别的应用。
Cloud SQL 提供了多种安全功能，例如密码验证插件和审核日志记录，它们在社区版本中不易使用，并且在自行管理的环境中很难实现。 Cloud SQL 可简化这些功能，并让用户随时可使用这些功能。
Cloud SQL 提供了多种与数据库交互的方法。用户可以使用 GUI、CLI 和 API 根据自己的需求自定义操作，只需极少的工作量。
Cloud SQL 可让您轻松地与 BigQuery 等其他解决方案和产品集成，因此可以轻松开发分析解决方案。
Cloud SQL 通过其高可用性基础架构、自我修复解决方案以及全天候 SRE 团队，负责数据库实例的可靠性。
这样，用户就可以将更少的时间和精力放在数据库的运营任务上，从而可以专注于应用开发，以便更高效地提供满足其业务需求的解决方案。
除了帮助管理数据库之外，Cloud SQL 还会提供提示和建议，帮助您使用 Query Insights 和建议等功能提高数据库性能。这些功能可让您在云端安全而经济高效地托管和管理数据库。
Cloud SQL 提供客户服务，以简化与数据库相关的任何问题或请求所需的支持。

缺点

Cloud SQL 不支持 MySQL 生态系统中的 MySQL 分支（例如 MariaDB 和 Percona）。
部分 MySQL 功能不受支持。详细了解不受支持的功能。
Cloud SQL 支持具有高达 624 GB RAM 和 96 个 CPU 的机器类型。最多支持 64 TB 的存储空间。如果数据库需要更高的容量，自行管理选项将是目前唯一方案。

Google Cloud 提供旨在满足您业务需求的代管式 MySQL 数据库，可以完成包括弃用本地数据中心、运行 SaaS 应用和迁移核心业务系统在内的各种任务。

Cloud SQL

全代管式 MySQL 数据库。

自行管理的 MySQL 与 Cloud SQL for MySQL