Verbindung über die flexible App Engine-Umgebung herstellen

Diese Seite enthält Informationen und Beispiele für das Herstellen einer Verbindung von einem Dienst, der in der flexiblen App Engine-Umgebung ausgeführt wird, zu einer Cloud SQL-Instanz.

Cloud SQL ist ein vollständig verwalteter Datenbankdienst, mit dem Sie Ihre relationalen Datenbanken in der Cloud einrichten, warten und verwalten können.

App Engine ist eine vollständig verwaltete, serverlose Plattform für die Entwicklung und das Hosting von Webanwendungen in großem Umfang. Sie können für die Entwicklung Ihrer Anwendungen aus mehreren gängigen Sprachen, Bibliotheken und Frameworks auswählen. App Engine übernimmt dann die Bereitstellung von Servern und die bedarfsgerechte Skalierung Ihrer Anwendungsinstanzen.

Cloud SQL-Instanz einrichten

  1. Aktivieren Sie die Cloud SQL Admin API in dem Google Cloud-Projekt, über das Sie eine Verbindung herstellen, falls noch nicht geschehen:

    Aktivieren Sie die API

  2. Cloud SQL for SQL Server-Instanz erstellen

    Standardmäßig weist Cloud SQL einer neuen Instanz eine öffentliche IP-Adresse zu. Sie können aber auch eine private IP-Adresse zuweisen. Weitere Informationen zu den Verbindungsoptionen für beide Möglichkeiten finden Sie auf der Seite Verbindungsübersicht.

Flexible App Engine-Umgebung konfigurieren

Die Schritte zum Konfigurieren der flexiblen App Engine-Umgebung hängen vom Typ der IP-Adresse ab, die Sie der Cloud SQL-Instanz zugewiesen haben.

Öffentliche IP-Adresse (Standard)

So konfigurieren Sie die flexible App Engine-Umgebung, um Verbindungen zu einer Cloud SQL-Instanz zu ermöglichen:

  1. Achten Sie darauf, dass die oben erstellte Instanz eine öffentliche IP-Adresse hat. Sie können dies in der Google Cloud Console auf der Seite Übersicht für Ihre Instanz nachprüfen. Eine Anleitung zum Hinzufügen einer IP-Adresse finden Sie auf der Seite Öffentliche IP-Verbindungen konfigurieren.
  2. Rufen Sie den INSTANCE_CONNECTION_NAME für Ihre Instanz ab. Sie finden ihn in der Google Cloud Console auf der Seite Übersicht für Ihre Instanz oder über folgenden Befehl: gcloud sql instances describe [INSTANCE_NAME].
  3. Das Dienstkonto, mit dem Ihre Anwendung Aufrufe an Cloud SQL authentifiziert, braucht die entsprechenden Cloud SQL-Rollen und -Berechtigungen.
    • Das Dienstkonto für Ihren Dienst benötigt eine der folgenden IAM-Rollen:
      • Cloud SQL Client (bevorzugt)
      • Cloud SQL Editor
      • Cloud SQL Admin
      Sie können stattdessen auch manuell die beiden folgenden IAM-Berechtigungen zuweisen:
      • cloudsql.instances.connect
      • cloudsql.instances.get
      Eine ausführliche Anleitung zum Hinzufügen von IAM-Rollen zu einem Dienstkonto finden Sie unter Dienstkonten Rollen zuweisen.

    Standardmäßig autorisiert Ihre Anwendung Ihre Verbindungen mit dem Dienstkonto der flexiblen App Engine-Umgebung. Dieses Dienstkonto hat das Format PROJECT_ID@appspot.gserviceaccount.com.

    Wenn das autorisierende Dienstkonto zu einem anderen Projekt gehört als die Cloud SQL-Instanz, müssen die Cloud SQL Admin API und die IAM-Berechtigungen für beide Projekte hinzugefügt werden.

  4. Aktualisieren Sie die Datei app.yaml Ihres Projekts mit der Option, die am besten funktioniert. Sie können mit einer durch Kommas getrennten Liste von Instanzen mehrere Optionen gleichzeitig angeben.

    TCP-Port aktivieren

    Zur Aktivierung eines lokalen TCP-Ports fügen Sie der Datei app.yaml Ihres Projekts eine der folgenden Einstellungen hinzu, je nachdem, ob Sie eine Verbindung zu einer oder mehreren Instanzen herstellen möchten:

    beta_settings:
      cloud_sql_instances: INSTANCE_CONNECTION_NAME=tcp:PORT
    

    beta_settings:
      cloud_sql_instances: INSTANCE_CONNECTION_NAME_1=tcp:PORT_1,INSTANCE_CONNECTION_NAME_2=tcp:PORT_2,...
    

Private IP-Adresse

Wenn Sie eine Verbindung zu Ihrer Cloud SQL-Instanz über eine private IP-Adresse herstellen möchten, muss sich die Bereitstellung der flexiblen App Engine-Umgebung im selben VPC-Netzwerk wie Ihre Cloud SQL-Instanz befinden. Eine Anleitung zum Angeben eines VPC-Netzwerks für Ihre Bereitstellung finden Sie in der Konfigurationsdokumentation zu Netzwerkeinstellungen.

Nach der Bereitstellung kann sich Ihre Anwendung direkt über die private IP-Adresse und den Port 1433 Ihrer Instanz verbinden.

Verbindung mit Cloud SQL herstellen

Nachdem Sie die flexible App Engine-Umgebung konfiguriert haben, können Sie eine Verbindung zu Ihrer Cloud SQL-Instanz herstellen.

Öffentliche IP-Adresse (Standard)

Für öffentliche IP-Pfade bietet die App Engine-Standardumgebung Verschlüsselung und stellt über den Cloud SQL Auth-Proxy eine Verbindung auf zwei Arten her:

Private IP-Adresse

Mit TCP verbinden

Stellen Sie eine Verbindung mithilfe der privaten IP-Adresse Ihrer Cloud SQL-Instanz als Host und Port 1433 her.

Python

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import os

import sqlalchemy

def connect_tcp_socket() -> sqlalchemy.engine.base.Engine:
    """Initializes a TCP connection pool for a Cloud SQL instance of SQL Server."""
    # Note: Saving credentials in environment variables is convenient, but not
    # secure - consider a more secure solution such as
    # Cloud Secret Manager (https://cloud.google.com/secret-manager) to help
    # keep secrets safe.
    db_host = os.environ[
        "INSTANCE_HOST"
    ]  # e.g. '127.0.0.1' ('172.17.0.1' if deployed to GAE Flex)
    db_user = os.environ["DB_USER"]  # e.g. 'my-db-user'
    db_pass = os.environ["DB_PASS"]  # e.g. 'my-db-password'
    db_name = os.environ["DB_NAME"]  # e.g. 'my-database'
    db_port = os.environ["DB_PORT"]  # e.g. 1433

    pool = sqlalchemy.create_engine(
        # Equivalent URL:
        # mssql+pytds://<db_user>:<db_pass>@<db_host>:<db_port>/<db_name>
        sqlalchemy.engine.url.URL.create(
            drivername="mssql+pytds",
            username=db_user,
            password=db_pass,
            database=db_name,
            host=db_host,
            port=db_port,
        ),
        # ...
    )

    return pool

Java

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Hinweis:

  • CLOUD_SQL_CONNECTION_NAME sollte als <MY-PROJECT>:<INSTANCE-REGION>:<INSTANCE-NAME> dargestellt werden.
  • Die Verwendung des Arguments ipTypes=PRIVATE erzwingt, dass die SocketFactory eine Verbindung zur zugeordneten privaten IP-Adresse einer Instanz herstellen kann.
  • Die Anforderungen für die JDBC Socket Factory-Version der pom.xml-Datei finden Sie hier.


import com.zaxxer.hikari.HikariConfig;
import com.zaxxer.hikari.HikariDataSource;
import javax.sql.DataSource;

public class TcpConnectionPoolFactory extends ConnectionPoolFactory {

  // Note: Saving credentials in environment variables is convenient, but not
  // secure - consider a more secure solution such as
  // Cloud Secret Manager (https://cloud.google.com/secret-manager) to help
  // keep secrets safe.
  private static final String DB_USER = System.getenv("DB_USER");
  private static final String DB_PASS = System.getenv("DB_PASS");
  private static final String DB_NAME = System.getenv("DB_NAME");

  private static final String INSTANCE_HOST = System.getenv("INSTANCE_HOST");
  private static final String DB_PORT = System.getenv("DB_PORT");

  public static DataSource createConnectionPool() {
    // The configuration object specifies behaviors for the connection pool.
    HikariConfig config = new HikariConfig();

    // Configure which instance and what database user to connect with.
    config.setJdbcUrl(
        String.format("jdbc:sqlserver://%s:%s;databaseName=%s", INSTANCE_HOST, DB_PORT, DB_NAME));
    config.setUsername(DB_USER); // e.g. "root", "sqlserver"
    config.setPassword(DB_PASS); // e.g. "my-password"

    // ... Specify additional connection properties here.
    // ...

    // Initialize the connection pool using the configuration object.
    return new HikariDataSource(config);
  }
}

Node.js

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const mssql = require('mssql');

// createTcpPool initializes a TCP connection pool for a Cloud SQL
// instance of SQL Server.
const createTcpPool = async config => {
  // Note: Saving credentials in environment variables is convenient, but not
  // secure - consider a more secure solution such as
  // Cloud Secret Manager (https://cloud.google.com/secret-manager) to help
  // keep secrets safe.
  const dbConfig = {
    server: process.env.INSTANCE_HOST, // e.g. '127.0.0.1'
    port: parseInt(process.env.DB_PORT), // e.g. 1433
    user: process.env.DB_USER, // e.g. 'my-db-user'
    password: process.env.DB_PASS, // e.g. 'my-db-password'
    database: process.env.DB_NAME, // e.g. 'my-database'
    options: {
      trustServerCertificate: true,
    },
    // ... Specify additional properties here.
    ...config,
  };
  // Establish a connection to the database.
  return mssql.connect(dbConfig);
};

Go

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package cloudsql

import (
	"database/sql"
	"fmt"
	"log"
	"os"
	"strings"

	_ "github.com/denisenkom/go-mssqldb"
)

// connectTCPSocket initializes a TCP connection pool for a Cloud SQL
// instance of SQL Server.
func connectTCPSocket() (*sql.DB, error) {
	mustGetenv := func(k string) string {
		v := os.Getenv(k)
		if v == "" {
			log.Fatalf("Fatal Error in connect_tcp.go: %s environment variable not set.\n", k)
		}
		return v
	}
	// Note: Saving credentials in environment variables is convenient, but not
	// secure - consider a more secure solution such as
	// Cloud Secret Manager (https://cloud.google.com/secret-manager) to help
	// keep secrets safe.
	var (
		dbUser    = mustGetenv("DB_USER")       // e.g. 'my-db-user'
		dbPwd     = mustGetenv("DB_PASS")       // e.g. 'my-db-password'
		dbTCPHost = mustGetenv("INSTANCE_HOST") // e.g. '127.0.0.1' ('172.17.0.1' if deployed to GAE Flex)
		dbPort    = mustGetenv("DB_PORT")       // e.g. '1433'
		dbName    = mustGetenv("DB_NAME")       // e.g. 'my-database'
	)

	dbURI := fmt.Sprintf("server=%s;user id=%s;password=%s;port=%s;database=%s;",
		dbTCPHost, dbUser, dbPwd, dbPort, dbName)

	// dbPool is the pool of database connections.
	dbPool, err := sql.Open("sqlserver", dbURI)
	if err != nil {
		return nil, fmt.Errorf("sql.Open: %w", err)
	}

	// ...

	return dbPool, nil
}

C#

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using Microsoft.Data.SqlClient;
using System;

namespace CloudSql
{
    public class SqlServerTcp
    {
        public static SqlConnectionStringBuilder NewSqlServerTCPConnectionString()
        {
            // Equivalent connection string:
            // "User Id=<DB_USER>;Password=<DB_PASS>;Server=<INSTANCE_HOST>;Database=<DB_NAME>;"
            var connectionString = new SqlConnectionStringBuilder()
            {
                // Note: Saving credentials in environment variables is convenient, but not
                // secure - consider a more secure solution such as
                // Cloud Secret Manager (https://cloud.google.com/secret-manager) to help
                // keep secrets safe.
                DataSource = Environment.GetEnvironmentVariable("INSTANCE_HOST"), // e.g. '127.0.0.1'
                // Set Host to 'cloudsql' when deploying to App Engine Flexible environment
                UserID = Environment.GetEnvironmentVariable("DB_USER"),         // e.g. 'my-db-user'
                Password = Environment.GetEnvironmentVariable("DB_PASS"),       // e.g. 'my-db-password'
                InitialCatalog = Environment.GetEnvironmentVariable("DB_NAME"), // e.g. 'my-database'

                // The Cloud SQL proxy provides encryption between the proxy and instance
                Encrypt = false,
            };
            connectionString.Pooling = true;
            // Specify additional properties here.
            return connectionString;
        }
    }
}

Ruby

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tcp: &tcp
  adapter: sqlserver
  # Configure additional properties here.
  # Note: Saving credentials in environment variables is convenient, but not
  # secure - consider a more secure solution such as
  # Cloud Secret Manager (https://cloud.google.com/secret-manager) to help
  # keep secrets safe.
  username: <%= ENV["DB_USER"] %>  # e.g. "my-database-user"
  password: <%= ENV["DB_PASS"] %> # e.g. "my-database-password"
  database: <%= ENV.fetch("DB_NAME") { "vote_development" } %>
  host: <%= ENV.fetch("INSTANCE_HOST") { "127.0.0.1" }%> # '172.17.0.1' if deployed to GAE Flex
  port: <%= ENV.fetch("DB_PORT") { 1433 }%> 

PHP

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namespace Google\Cloud\Samples\CloudSQL\SQLServer;

use PDO;
use PDOException;
use RuntimeException;
use TypeError;

class DatabaseTcp
{
    public static function initTcpDatabaseConnection(): PDO
    {
        try {
            // Note: Saving credentials in environment variables is convenient, but not
            // secure - consider a more secure solution such as
            // Cloud Secret Manager (https://cloud.google.com/secret-manager) to help
            // keep secrets safe.
            $username = getenv('DB_USER'); // e.g. 'your_db_user'
            $password = getenv('DB_PASS'); // e.g. 'your_db_password'
            $dbName = getenv('DB_NAME'); // e.g. 'your_db_name'
            $instanceHost = getenv('INSTANCE_HOST'); // e.g. '127.0.0.1' ('172.17.0.1' for GAE Flex)

            // Connect using TCP
            $dsn = sprintf(
                'sqlsrv:server=%s;Database=%s',
                $instanceHost,
                $dbName
            );

            // Connect to the database
            $conn = new PDO(
                $dsn,
                $username,
                $password,
                # ...
            );
        } catch (TypeError $e) {
            throw new RuntimeException(
                sprintf(
                    'Invalid or missing configuration! Make sure you have set ' .
                        '$username, $password, $dbName, and $instanceHost (for TCP mode). ' .
                        'The PHP error was %s',
                    $e->getMessage()
                ),
                $e->getCode(),
                $e
            );
        } catch (PDOException $e) {
            throw new RuntimeException(
                sprintf(
                    'Could not connect to the Cloud SQL Database. Check that ' .
                        'your username and password are correct, that the Cloud SQL ' .
                        'proxy is running, and that the database exists and is ready ' .
                        'for use. For more assistance, refer to %s. The PDO error was %s',
                    'https://cloud.google.com/sql/docs/sqlserver/connect-external-app',
                    $e->getMessage()
                ),
                (int) $e->getCode(),
                $e
            );
        }

        return $conn;
    }
}

Best Practices und weitere Informationen

Sie können für den lokalen Test Ihrer Anwendung den Cloud SQL Auth-Proxy verwenden. Eine ausführliche Anleitung dazu finden Sie unter Kurzanleitung zur Verwendung des Cloud SQL Auth-Proxys.

Verbindungspools

Verbindungen zu zugrunde liegenden Datenbanken können unterbrochen werden, entweder vom Datenbankserver selbst oder von der zugrunde liegenden Infrastruktur. Um dies zu vermeiden, empfehlen wir Ihnen die Verwendung einer Clientbibliothek, die Verbindungspools und das automatische Herstellen einer neuen Verbindung unterstützt.

Verbindungseinschränkungen

Eine App Engine-Instanz, die in einer Standardumgebung ausgeführt wird, kann maximal 100 Verbindungen gleichzeitig zu einer Instanz aufbauen. Bei Anwendungen, die in PHP 5.5 geschrieben sind, ist die Anzahl der gleichzeitigen Verbindungen auf 60 beschränkt. Dieses Limit gilt pro Anwendungsinstanz. Das bedeutet, dass jede Instanz der App Engine-Anwendung so viele Verbindungen zur Datenbank herstellen und bei der Skalierung die Gesamtzahl der Verbindungen pro Bereitstellung erhöhen kann. Weitere Informationen finden Sie unter Elemente skalieren.

Sie können die maximale Anzahl der pro Instanz verwendeten Verbindungen mithilfe eines Verbindungspools begrenzen. Ausführlichere Beispiele zum Begrenzen der Anzahl an Verbindungen finden Sie auf der Seite Datenbankverbindungen verwalten.

App Engine-Anwendungen unterliegen je nach Nutzung und Umgebung bestimmten Zeitlimits für Anfragen. Weitere Informationen finden Sie in den Erläuterungen dazu, wie Instanzen in der App Engine-Standardumgebung bzw. der flexiblen App Engine-Umgebung verwaltet werden.

API-Kontingentlimits

App Engine bietet ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung über den Cloud SQL Auth-Proxy, das die Cloud SQL Admin API verwendet. Für den Cloud SQL Auth-Proxy gelten deshalb API-Kontingentlimits. Beim Start der Cloud SQL Admin API wird ein Kontingent von zwei und danach durchschnittlich zwei pro Stunde verwendet. Das Standardkontingent beträgt 180 pro Minute und Nutzer. App Engine-Anwendungen unterliegen außerdem weiteren Kontingenten und Limits. Diese finden Sie auf der Seite mit den Kontingenten für App Engine.